Эколого-морфологическая пластичность и аллелопатическая активность тканевого сока tussilago farfara 03. 00. 16 – экология




старонка1/6
Дата канвертавання27.04.2016
Памер0.77 Mb.
  1   2   3   4   5   6

На правах рукописи

ЦАПЦОВА Татьяна Николаевна
ЭКОЛОГО-МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ПЛАСТИЧНОСТЬ

И АЛЛЕЛОПАТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ТКАНЕВОГО СОКА TUSSILAGO FARFARA

03.00.16 – экология
АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

кандидата биологических наук

Тюмень – 2006

Работа выполнена на кафедрах экологии и генетики ГОУ ВПО «Тюменский государственный университет» и зоологии и экологии

ГОУ ВПО «Тобольский государственный педагогический институт

им. Д.И. Менделеева»


Научный руководитель:


доктор биологических наук, доцент

Ильин Фёдор Ефимович

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Белкина Раиса Ивановна

кандидат биологических наук, доцент Гриценко Павел Петрович




Ведущая организация:

ГОУ ВПО “Челябинский государственный педагогический университет”

Защита состоится ________ февраля 2007 года в ______ на заседании диссертационного совета Д. 212.274.08 в Тюменском государственном университете по адресу: 625043 г. Тюмень, ул. Пирогова, 3.

Тел: 8 (3452) 46-78-96

Факс: 8 (3452) 46-78-96


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменского государственного университета.
Автореферат разослан “______” декабря 2006 г.
Учёный секретарь

диссертационного совета, д.б.н. С.Н. Гашев


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Антропогенное загрязнение окружающей среды наносит непоправимый вред всему живому, который отрицательно сказывается на морфологических признаках зелёных растений и их продуктивности (Новиков, 2002). Деятельность человека - мощный фактор, влияющий на организацию (включая видовой состав) и продуктивность растительных сообществ, способный вызвать смену одних фитоценозов другими. Со своей стороны растительные сообщества и отдельные виды растений выступают индикаторами интенсивности загрязнения. К числу растений, способных выдерживать антропогенное воздействие определённой интенсивности и способности влиять на растительное сообщество относится Tussilago farfara. Пластичность T. farfara к антропогенному воздействию упоминается многими авторами (Стебаев, 1993, Абрамова, Юнусбаев, 2001 и др.), но количественных показателей никем не приводится. Устойчивость растений мать-и-мачеха на фоне различных экологических условий, очевидно, связана не только с её возможностями адаптироваться к абиотическим факторам среды, но и со способностью взаимодействовать с другими видами в сообществе (аллелопатическое воздействие). Среди возможных взаимодействий различают положительное, нейтральное и отрицательное (Грюммер, 1957). Уже первые опыты показали, что растворы разной концентрации сока из различных органов мать–и-мачехи оказывают аллелопатическое воздействие на некоторые виды, часто сопут­ствующие ей на участках, нарушенных деятельностью человека биотопах и в посевах культурных растений. По этой причине ярко выраженная аллелопатическая активность заинтересовала нас и была иссле­дована нами более подробно, хотя на сегодняшний день нет однозначного ответа на вопрос о том, каков вклад аллелопатии в организацию фитоценозов (Миркин, 2001).

Объект исследования - растение Tussilago farfara как одно из наиболее обычных растений Западной Сибири, обладающее общеизвестными лекарственными свойствами, но малоизученной ценотической ролью в формировании растительных сообществ и практически отсутствующей фактологией по аллелопатическому воздействию на другие растения в ценозе.



Предметом исследования является пластичность морфологических признаков растений Tussilago farfara произрастающих в условиях различной степени загрязнения воздуха и почвы, а также устойчивость данного растения к промышленным поллютантам.

Цель исследования - изучение роли Tussilago farfara в формировании видового разнообразия растительных сообществ и оценка аллелопатической активности тканевых соков растения на фоне различных экологических условий.

Для достижения поставленной цели мы решали следующие задачи:



  1. Изучить количественные показатели экологической пластичности и стабильности растений T. farfara при произрастании в условиях действия антропогенных факторов разной интенсивности.

  2. Изучить размах и динамику изменчивости морфологических признаков у растений в разных экологических условиях.

  3. Определить роль T. farfara в совокупном давлении абиотических и биотических факторов на формирование растительных сообществ в варьирующих условиях окружающей среды.

  4. Изучить аллелопатическую активность тканевых соков T. farfara при воздействии на семена культурных растений.

  5. Изучить аллелопатическую активность тканевых соков T. farfara при воздействии на семена дикорастущих растений.

Научная новизна. В результате проделанной работы нами впервые были изучены: эколого-морфологическая пластичность и аллелопатическая активность тканевого сока растения Tussilago farfara; ценотическая роль Tussilago farfara; выявление фонового загрязнения на рост и развитие Tussilago farfara и динамику растительного сообщества, определена биологическая роль Tussilago farfara в растительном сообществе.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Экологическая пластичность и стабильность Tussilago farfara связана с дифференцированной адаптивной реакцией различных частей и органов растений на воздействие антропогенных факторов, что позволяет виду успешно преодолевать сопротивление неблагоприятной среды.

2. Аллелопатическое действие тканевых соков T. farfara на дикорастущие и культурные растения проявляет избирательный характер: подавляет всхожесть семян сопутствующих (конкурирующих за среду) растений и стимулирует всхожесть семян культурных (не конкурирующих за среду) растений.

Практическая значимость данной работы заключается в том, чтобы общедоступное и широко распространенное растение мать-и-мачеха использовать более интенсивно, не только в качестве лекарства, но и как гербицидное средство в сельском хозяйстве для борьбы с сорняками и для стимуляции всхожести семян культурных растений. Из водного 1% раствора сока из тканей листьев Tussilago farfara можно приготовить препарат для предпосевной обработки семян культурных растений, с целью повышения их всхожести, а 50% раствор сока из тканей листьев и корней Tussilago farfara можно использовать для биологической борьбы с сорняками на садово-огородном участке.

Личный вклад автора. Автором выбраны объект и направление исследования, разработаны основные подходы к решению поставленных задач. Выполнены работы по сбору полевого материала, произведена обработка данных и их анализ, сформулированы выводы.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на научно-практических конференциях: V Международная конференция: Биосфера и человек – проблемы взаимодействия», Пенза, 2001; ‌‌ I‌V Международная научно- практическая конференция «Проблемы строительства инженерного обеспечения и экологии», Пенза, 2002; Всероссийская научная конференция «Северный регион: наука и социокультурная динамика», Сургут, 2002; VII региональная научно- практическая конференция «Инновационные технологии в экологическом образовании, пути, формы и методы их реализации», Тобольск, 2003; Научно – практическая конференция «Проблемы методики обучения биологии и экологии в условиях модернизации образования», СПб., 2003; V Международная научно- практическая конференция «Города России: проблемы строительства, инженерного обеспечения, благоустройства и экологии» Пенза, 2003.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 статей и 1 тезисы.

Структура и объём диссертации. Диссертация включает введение, три главы, обсуждение, выводы, список литературы и 16 приложений. Работа изложена на 109 страницах машинописного текста, содержит 17 рисунков, 21 таблицу. Список литературы включает 194 источника из них 30 на иностранных языках. Общий объём работы составляет 140 страниц.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Введение

Во введении обосновывается актуальность, научная новизна и практическая значимость исследования, ставятся цели и задачи.


Глава 1. Литературный обзор

В главе 1 приводится анализ публикаций, монографий, обзорных и оригинальных статей отечественных и зарубежных авторов по вопросам, связанным с экологией, биологией T. farfara и аллелопатическому взаимодействию растений.


Глава 2. Материалы и методы исследования

Для изучения экологической пластичности Tussilago farfara были выбраны четыре биотопа. Два биотопа находятся в центральной части города Тобольска, и два биотопа - за его пределами. Биотопы 2,3,4 более двадцати лет подвергаются антропогенному воздействию. Биотоп 1 расположен на территории памятника природы «Окрестности дома отдыха «Тобольский»». Биотоп 2 находится на территории школы № 9 в центре г. Тобольска. Биотоп 3 в районе ОАО ПАТП, молокозавода, хлебозавода и АЗС. Биотоп 4 находится в непосредственной близости с нефтехимическим комбинатом и ТЭЦ. В каждом биотопе были выбраны три учётных площадки размером 2м×2м.

Был сделан химический анализ почвы исследуемых биотопов на содержание цинка и свинца в лаборатории «Центра гигиены и эпидемиологи в Тюменской области в г. Тобольске, Тобольском, Вагайском районах». Содержание загрязняющих веществ в атмосферном воздухе (СО, SO2, NO2) четырёх исследуемых биотопов было установлено с помощью прибора газоанализатора АНКАТ 76-54-01 (Смоленск, 2000). Определена pH почвы четырёх биотопов и pH сока корней и листьев растения Tussilago farfara, которые выросли в условиях разной степени загрязнения воздуха и почвы.

Фенологические наблюдения за растениями, а также сбор образцов проводили в течение 2003 – 2005гг.

Оценку экологической пластичности Tussilago farfara осуществляли по показателям роста и развития растений, формирования у них морфологических признаков в различные периоды онтогенеза, а также по общей фенотипической изменчивости растений, произраставших на фоне экологических условий четырёх биотопов. За период работы в течение трёх лет, в период с 2003 по 2005 год, была проанализирована пластичность морфологических признаков и толерантность 4680 экземпляров растений Tussilago farfara, произраставших в городе Тобольске и его окрестностях, под воздействием разной степени антропогенного загрязнения.

Было описано разнообразие видов растений учётных площадок на четырёх биотопах.

Аллелопатическую активность тканевого сока растения Tussilago farfara изучали по методике А.М. Гродзинского (1991).Свежий сок из тканей листьев и корней растения Tussilago farfara мы разводили отстоянной водопроводной водой до нужной концентрации (1%, 10%, 50%). Проведено исследование на выявление аллелопатического влияния растения Tussilago farfara на прорастание семян восьми культурных и восьми дикорастущих растений. В ходе работы было поставлено 36 опытных варианта, в которых было использовано 10800 семян Tussilago farfara, а также 10590 семян культурных и 1920 семян дикорастущих растений.

Глава 3. Результаты исследований

3.1. Характеристика исследуемых биотопов

Таблица 1. Содержание загрязняющих веществ в исследуемых биотопах



Загрязняющие вещества

Биотопы

1

2

3

4


Содержание загрязняющих веществ в атмосферном воздухе в мг\м3

СО

0,54 ±0,08

2,95 ± 0,04

3,36 ± 0,36*

3,03 ± 0,03

SO2

0,03 ± 0,04

0,04 ± 0,003**

0,041 ±0,01**

0,04 ± 0,0028*

NO2

0

0,07 ± 0,007

0,08 ± 0,001

0,08 ± 0,002

Интенсивность движения автотранспорта в час

1

391,74

882,56

36,30


Содержание загрязняющих веществ в почве в мг\кг


Zn

0,87 ± 0,04

2,87 ± 0,39*

3,79 ± 0,90*

2,49 ± 0,25*

Pb


3,45 ± 0,60

2,11 ± 0,23*

7,76 ± 0,75*

6,86 ± 0,75*

  1   2   3   4   5   6


База данных защищена авторским правом ©shkola.of.by 2016
звярнуцца да адміністрацыі

    Галоўная старонка