Определение состояния окружающей среды по комплексу признаков у хвойных

IX Региональной научно-практической конференции школьников

средних и старших классов

«На пути к открытиям»

Исследовательская работа

«Определение состояния окружающей среды

по комплексу признаков у хвойных.»

Автор: Камагоров Максим Сергеевич

Ученик   11 «Б»   класса

МАОУ «Викуловская СОШ №1»

Руководитель: Вайнтруб Наталья Николаевна.

учитель биологии

МАОУ «Викуловская СОШ №1»

г.Ишим

2017г

Содержание

1.Введение ……………………………………………………………………………………….3

2.Цели и задачи ………………………………………………………………………………….4

3. Биологические особенности Сосны Обыкновенной ……………………………………….5

4. Методика проведения исследовательской работы …………………………………………6

5. Результаты исследования……………………………………………………………………..7

6. Выводы………………………………………………………………………………………...8

7. Используемая литература…………………………………………………………………….9

8. Приложение……………………………………………………………………………....10-15

Введение

Сосна Обыкновенная занимает в Викуловском районе Тюменской области примерно 6,5%  от общей площади – это 6,6 тысяч гектар[1]. Продолжительность жизни сосны – 500-600 лет. Сосна – дерево вечнозеленое, опыление в средних широтах происходит в начале лета.

   Сосновый лес, как огромный пылесос, очищает атмосферу от различных загрязнений, но чрезмерная загазованность может привести к гибели растения или тяжелым заболеваниям, таким как некроз или хлороз.

Меня заинтересовал данный вопрос в ходе деятельности нашего школьного лесничества «Росток». Мы проводили сбор семян Сосны Обыкновенной и заметили одну особенность, что у тех представителей данного вида, которые находятся в глубине леса, наблюдается меньшее распространение или отсутствие каких либо заболеваний, чем у тех видов, которые находятся в непосредственной близости с дорогой. Исходя из этого, мне захотелось узнать,  как Сосна Обыкновенная реагирует на загазованность окружающей среды.

Объект исследования: Ветви Сосны Обыкновеннойс. Викулова и Викуловского района

Предмет исследования:  Определение состояния окружающей среды по комплексу морфологических признаков у сосны обыкновенной.  

Гипотеза:  Проявление заболеваний в большей степени у тех представителей, которые произрастают в неблагополучной окружающей среде.

Цель исследования: Определить степень загрязненности окружающей среды по комплексу признаков у сосны обыкновенной

Задачи:

1. Изучить теоретический материал о систематике, морфологии и физиологии сосны обыкновенной.
2. Выявить  заболевания сосны (хлорозы и некрозы).
3. Исследовать через серию сравнений ветвей и хвоирастений, произрастающих вблизи автодорог и вдали от них.

Методы работы:

1. Изучение теоретических источников информации.
2. Измерение и микрокопирование
3. Проведение сравнений результатов.
4. Систематизация и обобщение полученных результатов.

Биологические особенности Сосны Обыкновенной

Сосна обыкновенная является крупным деревом до 25-35м высоты с диаметром ствола до 1 м. В молодом возрасте крона пирамидальная, но со временем нижние побеги засыхают, опадают и растение приобретает шаровидную форму. [6] Кора красновато- бурая, верхний слой которой постоянно шелушится в виде тонких пластинок. Хвоя парная тёмно- зелёного цвета с голубоватым оттенком, покрытая восковым налётом. Сосна споровое растение. Мужские шишки жёлтые, расположены у основания, а женские- красноватые, локализуются на верхушках годичных побегов, которые образуются с апреля по май. Пыльцы образуется очень много, которая покрывает поверхность близлежащей земли, листьев деревьев или водоём. Семена сидят на семенных чешуях и созревают после оплодотворения в течении 1.5 года. Семенные шишки сначала плотные зелёного цвета, но в течении созревания набирают коричневую окраску, чешуи их расходятся и семена обладающие крылатками, разлетаются.[3]

Методика проведения исследовательской работы.

Работа проводилась с августа по ноябрь 2016 года.

Первый этап работы заключался в том, что мы определили зоны с. Викулово и Викуловского района[Приложение №1,2,3,4] с наибольшей проходимостью автомобилей за единицу времени, а, следовательно, большей загазованностью. Для этого мы определили время, когда количество автомашин максимально в этой местности. Это часы с 8:00 до 17:00 в рабочие дни.

Второй этап были взяты ветви 10 см побега на высоте 2х метров от земли с определенной части кроны, обращенной к зонам с загрязненным воздухом (вблизи автодорог и стоянок), особенно с выбросами в воздух сернистого газа, на которые хвойные сильно реагируют. Характерными  признаками неблагополучия окружающей среды и газового состава атмосферы являются хлорозы и некрозы. [2] [Приложение №5]

Третий этап, хвою осматривали, при помощи лупы выявляли хлорозы и некрозы кончиков хвоинок и всей поверхности и их процент [Приложение №6]. ХЛОРОЗ — заболевание растений, при котором нарушается образование хлорофилла, и вызывается главным образом антропогенным загрязнением окружающей среды.  Хлороз — пожелтение листьев вследствие функционального или инфекционного заболевания растений,при котором нарушается процесс фотосинтеза. Для некрозных болезней характерно отмирание тканей по окружности ствола. В результате чего обычно начинает развиваться гниль поражённых тканей. [7]

Первым признаком заболевания является покраснение коры и хвои растения, причем отмершая хвоя еще долго не опадает. Образуются мелкие чёрные бугорки на трещинах коры. Некроз побегов и стволиков хвойных поражает молодые деревья до 15-летнего возраста. [7]

Четвертый этап. Измеряли длину хвои, а также ширину, в середине хвоинки, при помощи штангенциркуля. [Приложение №3].

Пятый этап. Определение класса опада хвои по следующей классификации 1 – вся хвоя держится на побеге; 2 – осыпалось менее половины хвои; 3 – осыпалось около половины хвои; 4 – остались единичные хвоинки.[9]

Обследование лесов осуществлялось с использованием инструкций и методик, утвержденных органами лесного хозяйства [3]

Были обработаны 8 проб из различных мест с. Викулово и  Викуловского района

Результаты исследования

В результате проведенной работы и анализа, было выяснено:

Что хлорозы присутствуют как в образцах, взятых в местах скопления автотранспорта, так и далеко от оживленных автотрасс. Это выезд из с. Калинино 22 км, с. Чуртан 18 км, с. Балаганы 34 км, здесь процент хлорозов составил соответственно 0.7%, 0.9%, 0.8% характерный для первого класса. Наибольший процент хвоинок, пораженный хлорозом, был выявлен в районе АЗС и Аптеки, где составил 30% и 27% соответственно, также здесь наблюдаются такие заболевания, как суховершинность и дистальный некроз.

Более низкий показатель заболеваний был выявлен в районе Почта и Администрации (дорога), Администрации (парк), где составил 11.5% , 9.5%, 3.2% соответственно. Здесь не наблюдается некротических изменений.

 По  данным некоторых авторов  недостаток в почве железа приводит к пожелтению и обелению хвои на отдельных побегах; при недостатке фосфора молодая хвоя приобретает красно-фиолетовый оттенок; при дефиците азота растения заметно хуже растут, становятся хлоротичными.  [4] Кроме того возбудителем болезни  может являться сумчатый гриб Naemocyclusminor[2].Учитывая этот факт нельзя сказать с уверенностью, что причиной хлороза является нахождение в атмосферном воздухе избытка концентрации  оксидов серы, и азота. У проб,  взятых  у растений,  растущих в районе «Аптеки», «АЗС» наблюдаются суховершинность и дистальный некроз. Многие хвойные породы чувствительны к загрязнению воздуха вредными промышленными и автомобильными газообразными примесями. Это проявляется, прежде всего, пожелтением, начинающимся с концов хвоинок и их опадением (отмиранием).

Если сравнивать число хвоинок у проб в разных местах, оно тоже различается. Здесь мы не выявили определенной закономерности влияния состава воздуха на организм растении и связываем такое расхождение в результатах с тем, что сосна – это светолюбивое

растение и здесь имеет место экологический фактор – недостаток освещенности.

При сравнении параметров (mak-min) ширины и длины хвои, то оно находится в прямой зависимости от количества выхлопных газов автомобилей.

Если в населенном пункте ширина составляет 1,5-1,7 мм., в лесу 1.7-2,2 мм.

Длина хвои колеблется от 5.8-6.8 мм., то  в лесу 6,0-7,7 мм.

Класс опада хвои наибольший в районе Аптеки, АЗС 4-5 класс наименьший 1-2  в лесу и районе Почта, Парк.

Выводы

1.На заболевания хвоинок влияет состав воздуха.

2.Хлороз и некроз наблюдается в тех местах, где наблюдается наибольшее скопление автотранспорта.

3.Хлорозы встречаются у растений, растущих в относительно благополучных условиях.

4.Наибольшая ширина хвои в  населенном пункте ширина составляет 1,5-1,7 мм., в лесу 1.7-2,2 мм. Длина хвои колеблется от 5.8-6.8мм.то  в лесу 6,0-7,7 мм.

5.Класс опада хвои наибольший в районе аптеки 4-5 класс наименьший 1-2  в лесу и районе Почта, Парк.

6.Самым экологически загрязненным являются районы центра с.Викулова(Аптека, Узел связи, АЗС).

        Используемая литература

1. «Алтайский государственный университет» Биологический факультет Кафедра экологии растений и животных «ПРАКТИКУМ ПО ЭКОЛОГИИ» Барнаул 2005

2. «Болезни древесных растений» Справочник. Том 1, Е.П. Кузьмичев, Э.С. Соколова, Е.Г. Мозалевская. Москва 2004г.

         3. Инструкция по экспедиционному лесопатологическому обследованию лесов

         СССР. – Москва.: Гослесхоз СССР, 1983. – 234с.

4.Лесное хозяйство Тюменской области В.М.Калин 2002г. Екатеринбург

5. Правдин Л.Ф. Сосна обыкновенная. Изменчивость, внутривидовая систематика и селекция. М.: Наука,1964.190с

6.Приступа Г.К. «Анатомо-морфологические изменения хвои сосны в техногенных условиях»

7. https://ru.wikipedia.org/wiki/Сосна_обыкновенная

          8.Трейвас  Л.Ю. Болезни и вредители хвойных растений: атлас-определитель –

М.:ЗАО «Фитон»  2010.-144с.: ил.              

9. Ковригина Л.Н., Петункина Л.О. Хвойные породы в городской среде // Вестник.    Иркутска. гос. с.-х. академии. – 2011. – № 44. – С. 78-80.

Приложение №1

Приложение №2

Приложение №3

Приложение №4

Приложение №5

Приложение №6

«Определение состояния окружающей среды

по комплексу признаков у хвойных.»

Камагоров Максим Сергеевич Ученик   11 «Б»   класса,                                                                                                  Вайнтруб Наталья Николаевна.

учитель биологии

 Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

         «Викуловская средняя общеобразовательная школа №1»

Сосна Обыкновенная занимает в Викуловском районе Тюменской области примерно 6,5%  от общей площади – это 6,6 тысяч гектар. Продолжительность жизни сосны – 500-600 лет. Сосновый лес, как огромный пылесос, очищает атмосферу от различных загрязнений, но чрезмерная загазованность может привести к гибели растения или тяжелым заболеваниям, таким как некроз или хлороз.

Меня заинтересовал данный вопрос в ходе деятельности нашего школьного лесничества «Росток». Мы проводили сбор семян Сосны Обыкновенной и заметили одну особенность, что у тех представителей данного вида, которые находятся в глубине леса, наблюдается меньшее распространение или отсутствие каких либо заболеваний, чем у тех видов, которые находятся в непосредственной близости с дорогой. Исходя из этого, мне захотелось узнать,  как Сосна Обыкновенная реагирует на загазованность окружающей среды.

       Объект исследования: Ветви Сосны Обыкновенной с. Викулова и Викуловского района

Предмет исследования:  Определение состояния окружающей среды по комплексу морфологических признаков у сосны обыкновенной.  

Гипотеза:  Проявление заболеваний в большей степени у тех представителей, которые произрастают в неблагополучной окружающей среде.

Цель исследования: Определить степень загрязненности окружающей среды по комплексу признаков у сосны обыкновенной

        Работа проводилась с августа по ноябрь 2016 года.

Первый этап работы заключался в том, что мы определили зоны с. Викулово и Викуловского района с наибольшей проходимостью автомобилей за единицу времени, а, следовательно, большей загазованностью. Для этого мы определили время, когда количество автомашин максимально в этой местности. Это часы с 8:00 до 17:00 в рабочие дни.

Второй этап были взяты ветви 10 см побега на высоте 2х метров от земли с определенной части кроны, обращенной к зонам с загрязненным воздухом (вблизи автодорог и стоянок), особенно с выбросами в воздух сернистого газа, на которые хвойные сильно реагируют. Характерными  признаками неблагополучия окружающей среды и газового состава атмосферы являются хлорозы и некрозы.

Третий этап, хвою осматривали, при помощи лупы выявляли хлорозы и некрозы кончиков хвоинок и всей поверхности и их процент.  ХЛОРОЗ — заболевание растений, при котором нарушается образование хлорофилла, и вызывается главным образом антропогенным загрязнением окружающей среды.  Хлороз — пожелтение листьев вследствие функционального или инфекционного заболевания растений, при котором нарушается процесс фотосинтеза. Для некрозных болезней характерно отмирание тканей по окружности ствола. В результате чего обычно начинает развиваться гниль поражённых тканей.

Первым признаком заболевания является покраснение коры и хвои растения, причем отмершая хвоя еще долго не опадает. Образуются мелкие чёрные бугорки на трещинах коры. Некроз побегов и стволиков хвойных поражает молодые деревья до 15-летнего возраста

Четвертый этап. Измеряли длину хвои, а также ширину, в середине хвоинки, при помощи штангенциркуля.

Пятый этап. Определение класса опада хвои по следующей классификации 1 – вся хвоя держится на побеге; 2 – осыпалось менее половины хвои; 3 – осыпалось около половины хвои; 4 – остались единичные хвоинки.[9]

                                    Аннотация

В работе представлены результаты оценки загрязнения атмосферного воздуха в окрестностях с.Викулова и прилежащей территории. По двум показателям: 1  - поколичеству хлорозов и некрозов; 2 – по классу опада хвои; 3- по ширине и длине хвоинок. На основании проведенных исследований сделан вывод 1.Хлорозы встречаются у растений, растущих в относительно благополучных условиях.  2.Самым экологически загрязненным являются районы центра с.Викулова (Аптека, Узел связи, АЗС).