| МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ МУСЛЮМОВСКОГО МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОННОГО ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО КОМИТЕТА ТЕМА: БИОТЕСТИРОВАНИЕ ТОКСИЧНОСТИ ПОЧВЫ ПО ПРОРОСТКАМ РАСТЕНИЙ-ИНДИКАТОРОВ Докладчик: ученица 10 класса МОУ «Муслюмовская гимназия» Муслюмовского муниципального района Бадретдинова Азиля. Научный руководитель: Бариева Лейсан Фахаметдиновна, учитель биологии МОУ «Муслюмовская гимназия». Введение 3-4 - Актуальность, цель и задачи, материалы и оборудования исследования 5
- Ход исследования 6
- Общая характеристика Муслюмовского района 7
- Почва- биокосное образование биосферы 8-10
2.1 Методика работы 11 2.2 Результаты исследования 12-15 2.4 Практическое применение 16 Список использованной литературы 19 Промышленная революция , начавшаяся в ХΙΙΙ веке, внесла существенные изменения во взаимоотношения природы и человека. До поры до времени человек, как и другие живые существа, был естественной составляющей своих экосистем, жил по законам природы, вписывался в круговороты веществ. Но начиная со времен, когда было изобретено земледелие , а затем и скотоводство, взаимоотношение человека и природы начинает качественно меняться . Сельскохозяйственная деятельность создает искусственные экосистемы, так называемые агроценозы, «живущие» по собственным законам- для своего поддержания они требуют постоянного целенаправленного труда человека. Без вмешательства человека они существовать не могут. Постепенно человек начинает извлекать полезные ископаемые. И в результате своей активности он меняет характер круговорота веществ в природе, т.е. меняет сам характер окружающей среды. Города, крупные села городского типа – это « паразиты» биосферы, они не могут обеспечить себя энергией и ресурсами и в их экосистемах никогда не возникает экологическое равновесие. Но отказаться от городов человечество не может, и поэтому главная задача экологии – это уменьшить вредное влияние городов на естественные и сельскохозяйственные экосистемы и обеспечить в них условия для жизни главного звена этой искусственной экосистемы- человека. В нашем селе Муслюмово Муслюмовского муниципального района республики Татарстан имеются различные предприятия, которые пагубно влияют на экологию села. Это кирпичный завод, асфальтобетонный завод, маслозавод, автозаправочные станции и др. промышленные и сельскохозяйственные предприятия. Неудовлетворительное эколого-гигиеническое состояние наших сел обусловлено рядом причин, в том числе , антропогенным воздействием, повышенными техногенными нагрузками на среду, недостаточное и неудовлетворительное состояние зеленых насаждении. В наши дни проблема рационального использования природных ресурсов, охрана природы и окружающей среды от губительных последствий хозяйственной деятельности человека приобрели огромное государственное значение . Правительство принимает необходимые меры для рационального использования земли и ее недр, водных ресурсов, растительного и животного мира, для сохранения чистоты воздуха и воды, улучшения окружающей среды. Для решения экологических проблем в нашей республике Татарстан действуют целевые комплексные программы: — Изучение недр и воспроизводство минерально-сырьевой базы в 1993-2000 г. г( твердые полезные ископаемые, подземные воды) — Охрана атмосферного воздуха РТ — Охрана и рациональное использование водных ресурсов — Утилизация отработанных нефтепродуктов — Мониторинг окружающей среды РТ — Охрана и восстановление природных ресурсов в сельскохозяйственном комплексе — Экологическое образование населения — Неотложные меры по обеспечению санитарно- эпидемиологического благополучия и т .д. 1.1 Актуальность, цель и задачи, материалы и оборудования исследования Тема научно-исследовательской работы: Биотестирование токсичности почвы по проросткам растений- индикаторов. Цель нашего исследования: определение токсичности различных образцов субстрат по проросткам различных растений – индикаторов Задачи: — изучить влияние промышленных предприятий, автотранспорта на токсичность почв — изучить влияние загрязненности почвы на рост и развитие растении — оценить рост и развитие растении на разных образцах почв — обработать полученные данные и сделать выводы Материалы и оборудования: чаши Петри, фильтровальная бумага, дистиллированная вода, пластмассовые стаканчики, пинцет, образцы почв, линейка, лабораторные весы, семена огурца и редиса. Растения – индикаторы: огурец, редис. Объект исследования: почвы с. Муслюмово. Актуальность: антропогенное воздействие на почвы обширней , чем на другие компоненты биосферы. Промышленные предприятия , автотранспорт загрязняют окружающую среду, в том числе и почву. Токсичность почвы влияет на рост и развитие растительности, на жизнедеятельность позвоночных и беспозвоночных животных .Роль растительности, в первую очередь , обогащение воздуха кислородом , многие служат продуктом питания , сырьем для промышленности. 1.2 Ход исследования -выбор участков для исследования -взвешивание, разложение и маркировка образцов почв по стаканчикам -проращивание семян тест — растений -рассаживание растений- индикаторов (огурец и редис) в стаканчики с испытуемыми образцами почв -полив в течение 10 дней -измерение длины надземной части растения -измерение длины главного корня растений -внесение данных в таблицы и расчет средней величины -статистическая обработка показателей по отношению к контролю -анализ данных и выводы 1.3 Общая характеристика Муслюмовского района Село Муслюмово – центр Муслюмовского муниципального района. Территория района – 1464 км . 58,535 га – пашня, 6100 га сенокос, болота – 1200 га, водоемы 1500 га. Территория района представляет собой равнину преобладающими абсолютными высотами 100-200 м. Имеются запасы гравия, известняков, бентонитовых глин. Преобладают светло-серые , серые и темно-серые слабоподзолистные, коричнево-серые и дерново-подзолистые почвы, выщелоченные и оподзоленные черноземы. В долине реки Ик встречаются болотные почвы. Лесистость 16,5%. Леса распространены в виде отдельных массивов. Преобладают лиственные породы деревьев, из хвойных – сосна. В поймах рек и по берегам озер кустарники образуют сплошные заросли, в основном из ольхи и ивы. Леса занимают 26,300 га площади, кустарники – 3000 га. (6,235) Основная хозяйственная деятельность района – сельское хозяйство (земледелие, животноводство). Возделываются яровая пшеница, озимая рожь, ячмень, овес , гречиха , горох. Основные отрасли животноводства — мясо-молочное скотоводство, свиноводство, птицеводство и овцеводство. В районном центре расположены молкомбинат, кирпичный завод, асфальтный завод. В последние годы началась добыча нефти. (1,196) Во исполнение Постановления Кабинета Министров РТ « О правительственной комиссии по проведению мероприятий по улучшению санитарно-экологической обстановки в РТ» глава администрации района принял постановление « О создании комиссии по проведению мероприятий по улучшению санитарно-экологической обстановки в Муслюмовском районе» (№179 от 24.06.2003 г.) и « Об улучшении санитарно-экологической обстановки в Муслюмовском районе на 2004-2008 годы». Наряду с этим предусмотрены в плане развития Муслюмова благоустройством развернуть « Зеленое строительство» — разбить новые скверы , клумбы , оборудовать газоны , посадить новые деревья, построить новые объекты и реконструировать имеющиеся, благоустроить их территорию. 1.4 Почва — биокосное образование биосферы. Почва — биокосное образование биосферы, результат взаимодействия между атмосферой, гидросферой, литосферой и живыми организмами. В почве постоянно и одновременно протекают химические , физические и биологические процессы. Любую почву можно рассматривать как гетерогенную, многофазную систему, состоящую из твердой( минеральные и органические компоненты) , жидкой ( почвенный раствор) и газообразной (почвенный воздух) фаз.(2,386) Минеральный состав почв складывается в основном из кварца (SiO2) и алюмосиликатов- оксидов алюминия и кремния в различных соотношениях. Твердая фаза почв состоит из разномерных частиц – механических элементов. В зависимости от размеров частиц различают песчаные , суглинистые и глинистые почвы. От механического состава почв зависит в большей степени интенсивность переноса и накопления в почве органических и минеральных соединений. Органический компонент почв представлен гумусовыми веществами, образующимися в результате превращений органических остатков, поступающих в почву после отмирания растений. Биологическая составляющая представлена зелеными растениями, микроорганизмами и животными. В формировании плодородия важная роль принадлежит почвенным микроорганизмам. Плодородие почв определяется содержанием в ней гумусовых веществ, химически и микробиологически устойчивых. Гумусовые вещества содержат H,C,O, а также S ( ок.1%) и N (2-5%). (3,405) Антропогенные воздействия на почвы обширней, чем на другие компоненты биосферы. Важным фактором антропогенного воздействия на почву является применение минеральных удобрений. Не все вводимые в почву удобрения используются растениями, многое теряется, выносится в водные объекты. Особенно остро стоит проблема азотных удобрений. Избыточное содержание азотных удобрений в почве отрицательно воздействует на растения. Избыточный азот накапливается в почве обычно в форме нитрата. Так как в этой форме азот не сорбируется , он легко вымывается почвенными водами, причем 20-40 % его поступают в грунтовые воды и близлежащие водоемы. Сточные воды животноводческих комплексов, содержащие большое количество азота, являются основными загрязнителями почв и водных систем.(1,16) Неконтролируемый источник поступления соединений азота в почву — промышленность по производству азотных удобрений. Пересыщенные почвы соединениями азота происходит и при многократных посевах сои и других бобовых культур( вместо удобрении). Повышение содержания нитратов в почве, в сельскохозяйственной продукции и питьевой воде приводит к отрицательным последствиям для здоровья человека. При использовании аммиачных форм азотных удобрений происходит потеря гумуса, возрастает его минерализация. Применение азотных удобрений вызывает повышенное содержание N2O в атмосфере. Наряду с этим происходит неконтролируемое загрязнение земель тяжелыми металлами, в основном соединениями ртути, свинца, кадмия. Это связано с тем, что эти металлы содержатся в золе, угли и нефти. При сжигании горючих ископаемых вместе с золой на поверхность Земли поступают миллионы тонн металлов. (5,123) Растет загрязнение почв пестицидами, которые всегда отрицательно влияют на живое население почв, поддерживающее почвенное плодородие. Пестициды вызывают депрессию процесса нитрификации, увеличивают эрозию почв. Влияют они и на насекомых- опылителей, на содержание микроэлементов и других биогенных веществ в растениях, на устойчивость сельскохозяйственной продукции к хранению, на вкусовые качества и пищевую ценность растений и на здоровье человека. Присутствие в почвах легко- и среднерастворимых соединений имеет важное значение. Наиболее вредными для растений солями являются сода(Na2 CO3), хлориды(NaCl, MgCl2,CaCl2) и сульфат натрия(NaSO) , т.е. легкорастворимые соединения. Легкорастворимые соли, повышающие плодородие почв — нитраты (соли азотной кислоты) . Из среднерастворимых солей безвредными являются карбонаты кальция и магния, а также сульфат кальция(гипс). Вредное влияние на растения оказывает закись железа, а гидраты окиси железа — безвредны. Практически все из солей могут встречаться в почвах на обочинах дорог и городских улиц , как в силу применения противогололедных средств (NaCl,KCl ) , так и вследствие оседания пыли от эксплуатации дорог и особенно мощного потока автотранспорта, где присутствуют не только продукты сгорания бензина, но и продукты амортизации самих машин и дорог. Под действием соли в самой почве увеличивается концентрация почвенного раствора ( особенно у почв с хорошим поглощающим комплексом: черноземы, глинистые почвы), что приводит к дефициту доступной для растении влаги, нарушает их водный режим. (5,144) Медь и ее соединения очень токсичны для почвенной микрофлоры, для всех представителей водной флоры и фауны, для теплокровных и человека. Содержание меди в почвах составляет в среднем 15-20мг/кг. Основными антропогенными источниками поступления меди в окружающую среду являются предприятия цветной металлургии, транспорт, содержащие медь удобрения и пестициды, процессы сварки, гальванизации, сжигание углеродного топлива. (5,89) Таким образом, вопрос загрязнения окружающей среды, в том числе и почвы, является на сегодняшний день актуальным. 2.1 Методика работы Были взяты пять образцов почвы с различных территории. Затем взвешенный субстрат ( по 180 гр) каждого образца, был заложен в пластмассовые стаканчики и промаркирован. Под №1 контроль — почва взятая в относи тельно чистой зоне ( пришкольный участок) , № 2 –кирпичный завод, № 3 – автодорога Муслюмово- Н.Челны , № 4 –асфальтобетонный завод, №5- АЗС , автодорога Муслюмово-Альметьевск. Пришкольный участок находится на расстоянии 400м от автотрассы, образцы №2 и № 4 были взяты в 10 метрах от заводов, образцы №3 и №5 были взяты на расстоянии 2 метра от автодорог. Семена тест — растений ( огурца и редиса ) были предварительно намочены в дистиллированной воде и разложены на фильтровальной бумаге в чашах Петри, и оставлены в теплом помещении на 4 сутки. Далее в стаканчики с испытуемым субстратами были рассажены по 10 растений — индикаторов. Контроль — субстрат, взятый в относительно чистой зоне. Полив производился дистиллированной водой. Через 10 дней производилось их измерение и взвешивание. Взвешивали надземную часть и корни вместе. А при измерении длины растения были разделены на части (надземную часть, корни) и каждую часть измеряли отдельно. Все данные были внесены в таблицы . (таблица 1, таблица 2, таблица 3, таблица 4).Потом обработав эти данные, было выяснено по результатам исследования на каких субстратах наблюдается наибольшая и наименьшая степень роста и развития растении, и соответственно степень токсичности. (таблица 5, таблица 6, таблица 7) 2 .2 Результаты исследования Через 10 дней после рассаживания растений- индикаторов на испытуемые субстраты, производилось взвешивание каждого растения -10 растений на каждом образце почвы (надземная часть и корни вместе). Данные внесены в таблицу1, 2. Таблица 1. Масса растений огурца. | Образцы почв | №1 раст | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | №7 | №8 | №9 | № 10 | Сред. знач. | | 1.контроль | 0,7 | 0,6 | 0,7 | 0,75 | 0,8 | 0,85 | 0,9 | 0,7 | 0,55 | 0,6 | 0,71 | | 2.кирпич.завод | 0,6 | 0,55 | 0,5 | 0,45 | 0,75 | 0,8 | 0,6 | 0,45 | 0,55 | 0,5 | 0,58 | | 3.автодорога Муслюмово-Н.Челны | 0,5 | 0,2 | 0,45 | 0,35 | 0,5 | 0,8 | 0,4 | 0,6 | 0,4 | 0,7 | 0,52 | | 4. асфальто-бетон.завод | 0,65 | 0,7 | 0,5 | 0,55 | 0,6 | 0,45 | 0,65 | 0,6 | 0,55 | 0,8 | 0,6 | | 5. АЗС, автодорога Мусл-во-Альметьевск | 0,6 | 0,55 | 0,35 | 0,55 | 0,75 | 0,55 | 0,40 | 0,65 | 0,45 | 0,7 | 0,55 | Таблица 2. Масса растений редиса. | Образцы почв | №1 (раст) | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | №7 | №8 | №9 | №10 | Сред знач. | | 1.контроль | 0,55 | 0,55 | 0,6 | 0,5 | 0,6 | 0,45 | 0,4 | 0,55 | 0,55 | 0,65 | 0,52 | | 2.кирпич.завод | 0,2 | 0,25 | 0,45 | 0,4 | 0,4 | 0,6 | 0,55 | 0,45 | 0,5 | 0,45 | 0,43 | | 3.автодоро-га Муслюмово-Н.Челны | 0,3 | 0,2 | 0,3 | 0,35 | 0,2 | 0,35 | 0,25 | 0,3 | 0,35 | 0,25 | 0,29 | | 4. асфальто-бетон.завод | 0,4 | 0,45 | 0,4 | 0,2 | 0,3 | 0,25 | 0,5 | 0,45 | 0,35 | 0,4 | 0,37 | | 5. АЗС, автодорога Мусл-во-Альмет-ск | 0,3 | 0,2 | 0,45 | 0,35 | 0,25 | 0,3 | 0,2 | 0,25 | 0,2 | 0,3 | 0,28 | При измерении длины растения были разделены на части — на надземную часть и корни (главный корень). Результаты были внесены в таблицы 3 и 4. Таблица 3. Длина надземных частей и главного корня растений огурца. | образцы | №1 Раст. | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | №7 | №8 | №9 | № 10 | Сред Знач. | | 1.контроль | П | 9 | 7,2 | 8,6 | 6,7 | 9,8 | 9,5 | 8,2 | 8,6 | 8,5 | 9,6 | 8,8 | | К | 7,2 | 7,4 | 12,4 | 12,9 | 5,8 | 7,8 | 18,9 | 7,8 | 5 | 12,2 | 9,74 | | 2.кирпич. Завод | П | 8,5 | 7 | 3,5 | 8,8 | 9,3 | 13,4 | 8,3 | 9,9 | 9,2 | 4,6 | 8,3 | | К | 15,1 | 3,2 | 10 | 1,3 | 13,4 | 8,2 | 3,9 | 4,9 | 4,4 | 2,4 | 6,7 | | 3.автодорога Муслюмово-Н.Челны | П | 7,5 | 2,9 | 8,4 | 3,2 | 8,2 | 12,3 | 6,8 | 8,2 | 7,5 | 10,4 | 7,5 | | К | 9 | 3,4 | 3,6 | 4,8 | 10 | 9,8 | 2,2 | 5,3 | 8,4 | 4,8 | 6,1 | | 4.асфальто- бет.завод | П | 9,2 | 10,5 | 9,4 | 8,3 | 9,3 | 9,4 | 9,3 | 8,3 | 8 | 3,8 | 8,5 | | К | 9 | 5,2 | 3,2 | 8,2 | 8,6 | 5,2 | 9,4 | 8,1 | 9,4 | 4,5 | 7 | | 5.АЗС,автодо-рога Мусл-во-Альметьевск | П | 10,4 | 6,2 | 4,8 | 10,2 | 8,2 | 7,8 | 7,8 | 9 | 8,2 | 6,4 | 7,9 | | К | 7,8 | 6,4 | 5,2 | 8,8 | 7,7 | 5,6 | 6,5 | 4,8 | 5,9 | 6,9 | 6,56 | Таблица 4. Длина надземных частей и главного корня растений редиса. | образцы | №1 Раст. | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | №7 | №8 | №9 | № 10 | Сред Знач. | | 1.контроль | П | 8,2 | 10 | 11,2 | 13 | 10,2 | 8,5 | 9,1 | 7,5 | 9,2 | 8,9 | 9,58 | | К | 4 | 4,2 | 3,5 | 6,1 | 5,9 | 6,2 | 7 | 4,8 | 6,5 | 6,9 | 5,59 | | 2.кирпич. завод | П | 4 | 5,4 | 10,2 | 8,3 | 7,8 | 7,1 | 7,9 | 5,9 | 10,2 | 8,9 | 7,58 | | К | 4 | 3,2 | 3,2 | 3,8 | 5,6 | 4,8 | 4,8 | 4,6 | 6,8 | 7 | 5,38 | | 3.автодорога Муслюмово-НЧелны | П | 3,8 | 3,4 | 4,2 | 2,4 | 6,4 | 4,5 | 6,6 | 3 | 7,4 | 6,8 | 4,85 | | К | 5,6 | 6 | 4,1 | 1,4 | 1,8 | 1,3 | 3 | 4,5 | 1,3 | 3,9 | 3,29 | | 4.асфальто- бет.завод | П | 6,4 | 7,8 | 6,2 | 2,3 | 5,2 | 4,5 | 7,2 | 7 | 2,6 | 5,2 | 5,44 | | К | 3 | 3,2 | 3,4 | 1,8 | 4 | 2,3 | 4,5 | 2,5 | 3,9 | 5,2 | 3,38 | | 5.АЗС,автодо-рога Мусл-во Альметьевск | П | 5,8 | 3,7 | 7,2 | 5,5 | 3,4 | 7,1 | 1,5 | 3 | 3,4 | 4,2 | 4,48 | | К | 2 | 2,2 | 4,8 | 2,9 | 3,1 | 5,8 | 1,2 | 1,8 | 3 | 3,8 | 3,06 | Далее были построены диаграммы по средним показателям длины надземной части и корня, массе растении.(Приложение 3) Потом все данные были статистически обработаны по отношению к контролю, которые приняли за 100%.Данные были внесены в таблицы 5, 6, 7. почв | Масса растении огурца(средняя) | Масса растении редиса (средняя) |
