ЗМІСТ

Людина – рослина: чи є співіснування?!

Грицан Ю. І., Андрух А. М. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

Рослини як детермінанти розвитку вторинних екосистем на пору-

шених гірничими роботами землях

Шапар А. Г., Сметана С. М. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

Этиология аллергических заболеваний на примере Приднепровско-

го региона

Дитятковская Е. М. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

Рідкісні види урбанофлори містечок східного Поділля як структур-

них елементів регіональної екомережі

Драпалюк Н. В., Мудрак О. В. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

Оцінка комбінованого впливу забруднюючих речовин на фізіоло-

гічний стан рослин

Феденко В. С., Шемет С. А. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

Екологічно безпечні регулятори росту рослин

Гармаш С. М. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

Влияние лесной растительности на миграцию органо-минеральных

веществ в степной зоне

Цветкова Н. Н., Дубина А. А., Якуба М. С. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

Фізіолого-біохімічні показники стану деревних рослин в умовах

промислових зон Степового Придніпров’я

Василюк О. М., Кулік А. Ф. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

Використання деяких рослин штучних екосистем для визначення

рівня техногенного забруднення

Попов В. Я. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

Оцінка ефективності застосування сорбент-меліорантів для деток-

сикації ґрунтів, забруднених важкими металами

Шевченко О. А., Крамарьова Ю. С. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28

2

УДК 502.75

ЛЮДИНА – РОСЛИНА: ЧИ Є СПІВІСНУВАННЯ?!

Грицан Ю. І.,

Дніпропетровська обласна

організація

Всеукраїнської екологічної ліги,

Дніпропетровський державний

аграрний університет,

Андрух А. М.,

Дніпропетровська міська

організація

Всеукраїнської екологічної ліги

Рослина – важлива складова довкілля, утворювач органічної речовини,

регулятор якості повітря, незамінний учасник кругообігу речовини, основа

трофічних ланцюгів та й взагалі життя на Землі.

Нині рослину сприймають здебільшого як ресурс, який ми експлуатує-

мо, а не як живу істоту зі своїми правами на існування, що й спричинило в

цілому споживацьке ставлення до неї. З півмільйонного видового складу ро-

слин людина безпосередньо стикається майже 10 % видів, однак ускладнила

існування переважної їх більшості. Зникнення будь-якого виду рослин – це

небезпека не лише для всієї системи рослинних угруповань, їх стійкості, три-

валості життя, відновлення, а й для стабільності середовища існування самої

людини, тому якість життя неможлива без збереження рослинного світу пла-

нети.

Все це свідчить про необхідність вивчати рослини, їхні життєві функ-

ції, роль у природі, щоб запобігти впливу негативних чинників, які спричи-

нюють загибель як окремих видів, так і угруповань.

Роль рослини в житті людини багатогранна й незамінна, та чи віддя-

чуємо ми повною мірою тій істоті, яка створює основу життя? Порушивши

взаємозв’язки та саморегуляцію природних екосистем, людина спричинила

істотні зміни умов життя рослин, призвела до зникнення зі складу фітоцено-

зів в першу чергу тих, хто їй допоміг на шляху еволюції. На жаль, такі форми

охорони природного середовища, як заповідання, червоні списки, природоо-

хоронні закони, популяризація самі по собі не вирішать питання зникнення

рослинних організмів. Необхідна передумова – формування культури співіс-

нування між людиною та рослиною, розуміння прав на життя і самої росли-

ни. Якого б рівня не досягла цивілізація, життя людини буде завжди

пов’язане з природним середовищем, в тому числі і з рослиною, а звідси –

необхідність збереження видового складу флори як частини загальної еколо-

гічної проблеми відтворення середовища.

Ще в 1923 р. А. Швейцер запропонував принцип нової етичної системи

– первинності життя, де зробив акцент на тому, що, шукаючи відмінності між

3

різними формами життя, можна дійти висновку: можливе існування життя,

яке нічого не варте, якому можна заподіяти шкоду і знищенню якого можна

не надавати значення. Сьогодні в суспільстві, як ніколи раніше, запанували

ідеї антропоцентризму замість екоцентризму, відбувається непрофесійне ви-

світлення у ЗМІ реклами різних виробників начебто з екологічним підтекс-

том, де сповідується швидше нетерпимість до інших форм життя, а зміст

екології як науки став характеристикою речей. Реальні екологічні знання не

поширюються та значно відстають від аудиторії через недостатнє впровадь-

ження системи екологічної освіти і не впливають на мотивацію вчинків лю-

дей, що призвело до нинішніх дилем: «людина–тварина», «людина–рослина»

і «людина–мікроорганізми» тощо. Тому формування екологічної культури як

окремих осіб, так і суспільства в цілому, а також навичок, фундаментальних

екологічних знань, екологічного мислення і свідомості, що ґрунтуються на

ставленні до природи як універсальної, унікальної цінності, – передумова

гармонійного розвитку людства. Попереду – формування усвідомлення без-

перспективності технократичної ідеї розвитку цивілізації й необхідності за-

міни її на екологічну, що базується на розумінні єдності всього живого й не-

живого у складно організованій універсальній екосфері гармонійного співіс-

нування й розвитку.

УДК 504:349.417

РОСЛИНИ ЯК ДЕТЕРМІНАНТИ РОЗВИТКУ ВТОРИННИХ

ЕКОСИСТЕМ НА ПОРУШЕНИХ ГІРНИЧИМИ РОБОТАМИ ЗЕМЛЯХ

Шапар А. Г., Сметана С. М.,

Інститут проблем природокорис-

тування та екології НАН України

Україна входить до десятки світових лідерів за рівнем розвитку гірни-

чодобувної промисловості. Наслідками такого розвитку є процеси порушен-

ня земель, що зумовлюють деградацію ґрунтового та рослинного покриву,

зміни фауністичних комплексів, гідрологічного режиму місцевості, утворен-

ня техногенного рельєфу. Порушеними називають землі, що втратили свою

первісну господарську цінність і стали джерелом негативного впливу на нав-

колишнє середовище [1]. Сьогодні налічується 162 тис. га таких земель.

У той же час в Україні в процесі створення екологічної мережі виникає

цілий ряд правових, організаційних та соціальних проблем. Дефіцит приро-

доохоронних земель, значне сільськогосподарське та промислове викорис-

тання територій, недосконалість правових, фінансових можливостей держави

для відчуження та приватна власність на землю не дають змоги говорити про

успішність формування екологічної мережі. В Інституті проблем природоко-

ристування та екології НАН України розроблено механізм, який дає можли-

4

вість вирішити більшість згаданих питань у техногенно навантажених регіо-

нах за рахунок використання порушених гірничими роботами земель для

потреб збереження та охорони біорізноманіття.

Ключовим фактором тут є використання посттехногенних ландшафтів

як природоохоронних територій [2]. Підприємства, на балансі яких перебу-

вають ці землі, не виплачують податок за місцем реєстрації, а натомість ви-

діляють кошти на облаштування та прискорення процесів відновлення еко-

систем. Поліпшується стан навколишнього середовища. Місцеве населення

одержує доступ до рекреаційних та туристичних зон, науковці – унікальну

можливість для дослідження розвитку екосистем на порушених гірничими

роботами землях.

Розроблена схема відрізняється від прийнятої за державними стандар-

тами. Адже традиційна технологія передбачає терасування схилів, що приз-

водить до знищення майже половини деревних та чагарникових угруповань,

збільшення площ під об’єктами гірничодобувної діяльності, формування

примітивних ценозів та ґрунтів. Тому й виникла ідея створення ландшафтних

форм, сприятливих для розвитку певних угруповань біоти.

В цілому на посттехногенних ландшафтах схема передбачає створення

територій, що охороняються, відновлення екосистем, ґрунтів, ландшафтів,

біорізноманіття тощо, забезпечення їх сполучення з природними елементами

екологічної мережі і в подальшому використання у рекреаційно-туристичній

та господарській діяльності [12].

Для цього фахівці Інституту створили, а обласна Рада народних депу-

татів затвердила програму «Використання порушених земель гірничодобув-

них підприємств в якості відновлювальних елементів екомережі Криворізь-

кого залізорудного та Нікопольського марганцеворудного басейнів», яка пе-

редбачає створення Інгулецького та Солоно-Базавлуцького екологічних ко-

ридорів [1].

Відповідно до розробок Інституту виникає необхідність вибору ефек-

тивних заходів відповідно до типу створюваних екосистем (типу рослиннос-

ті). Ще В. Р. Вільямс у своїх роботах відзначав 4 рослинні формації відповід-

но до ідеї біологічного кругообігу речовин: деревну, лучну, степову та пус-

тельну. Спрямованість наших робіт, які мають задовольнити потреби будь-

якого користувача, орієнтована на створення лісової, степової, прибережно-

водної та рудеральної рослинності. Лісова формація представлена деревни-

ми, чагарниковими та трав’янистими видами, лучна – трав’янистими волого-

любними видами, які потребують значного зволоження та здатні витримува-

ти певне засолення, степова – трав’янистими видами, засухостійкими, часто

злаковими, прибережно-водна – специфічною вологолюбною рослинністю,

приуроченою до водойм, специфічна рудеральна формація представлена

бур’янистими та часто інвазійними видами. Остання створюється у разі не-

обхідності швидко покрити субстрат рослинністю.

Для розподілу місцезростань на зони та вибору відповідних активіза-

ційних заходів ми створили комплексну систему врахування визначальних

факторів відновлення вторинних екосистем, зокрема якість порід, зволожен-

5

ня та кут нахилу схилу у трьох шкалах триграм (рисунок 1). Запропонована

нами схема «триграм зонування» дає змогу визначити можливості розвитку

певного типу рослинності у конкретному місці, що разом зі специфічними

технологічними рішеннями активізації відновлення рослинності допоможе

сформувати необхідний тип екосистем (таблиця 1).

Пріоритетним напрямом розвитку рослинності на посттехногенних

ландшафтах є створення «вузлів відновлення» з груп по кілька рослин в ло-

калітетах з найоптимальнішими умовами і з програмуванням розселення ор-

ганізмів найактивнішими літогеохімічними потоками. Для цього знову ж та-

ки є потреба у визначенні оптимальних умов існування рослинності.

Рис. 1. Триграма визначення умов формування рослинності

Створення умов, необхідних для лісової рослинності, у степовій жар-

кій, посушливій зоні на порушених гірничими роботами землях є дуже

складною, але здійсненою справою. Зробити це можна, моделюючи ланд-

шафтні форми на всіх етапах відновлення. У жодному разі не слід вирівню-

вати форми рельєфу (проводити планувальні роботи), адже саме в западинах,

борознах, заглибинах формуються «м’якіші» мікрокліматичні умови. Оста-

точне відсипання слід здійснити кам’янистими насипами, що створює пере-

думови для конденсаційного зволоження. По заглибинах, борознах, запади-

нах потрібно розподілити незначну кількість поживного субстрату (осадів

стічних вод) у суміші з насінням деревних рослин (таблиця 2).

Для формування стабільного лісового покриву слід висаджувати дерев-

ні та чагарникові саджанці у запланованих місцях, дерева у найнижчих ло-

калітетах, в яких накопичуватимуться волога та поживні речовини, а чагар-

ники можна рекомендувати для схилів та підвищень. Така схема дасть мож-

ливість сформувати для дерев специфічні затінені та захищені від вітрів умо-

ви. Для лісової рослинності рекомендують знижені форми рельєфу (запади-

ни), стики різноспрямованих схилів, схилів та рівних поверхонь тощо.

6

Таблиця 1 Необхідні умови для формування різних типів екосистем №

пп

Рослинна

формація Рельєфні параметри Субстрат

Специфічні технологічні

рішення

1. Лісова Западини, борозни,

заглибини, що чер-

гуються з пагорбами

Кам’янисті наси-

пи, поживний

субстрат чорно-

зем, суглинок по

заглибинах

Конденсаційне зволожен-

ня, змішування насіння

деревних рослин з насип-

ним субстратом, осадами

стічних вод, висаджуван-

ня саджанців дерев та ча-

гарників

2. Степова Вирівняні поверхні,

підвищення, схили

Необхідність на-

несення родючо-

го шару

Нанесення осадів стічних

вод, їх змішування з на-

сінням трав (люцерна,

буркун, конюшина)

3. Прибережно-

водна

Заглибини з підпором

води (кар’єри, хвос-

тосховища) та значні

площі водозбору

Впресована глина

у водопідпорі,

суміші на берегах

Селективне відсипання

порід, концентрація вод-

них потоків, внесення

осадів стічних вод по бе-

регах

4. Рудеральна Будь-які Не потребує Внесення органічних ре-

човин та насіння

Створити угруповання, подібні до степових, набагато легше, однак цей

процес потребує знання особливостей сукцесійного розвитку рослинності на

техногенних ландшафтах. Важлива умова, яку необхідно реалізувати – ство-

рити родючий шар ґрунту. Тому для степової рослинності найкраще підій-

дуть вирівняні поверхні, підвищення з нанесеним родючим шаром (чорнозе-

ми, суглинок), можливе додавання осадів стічних вод. Істотною перешкодою

розвитку степової рослинності є заселення рудеральних (сміттєвих) видів на

щойно створеному родючому шарі. Для подолання цієї проблеми рекомен-

дують вносити насіння степових трав та злаків, особливо перспективними є

бобові – люцерна, буркун, конюшина тощо, які пришвидшують сукцесійні

процеси та створюють умови для формування злакової стадії формування

рослинного покриву.

Прибережно-водна рослинність приурочена до водойм, тому для її роз-

витку необхідно провести планувальні роботи з їх створення. Такий напрям є

перспективним на хвостосховищах, в яких вода вже є, та у кар’єрних ланд-

шафтах, в яких вода надходить з водоносних горизонтів та акумулюється з

поверхонь навколишніх територій. Однак є достовірні відомості про тимча-

сові та постійні водойми на відвалах Кривбасу. Розмір їх невеликий, однак

значення для екосистем важко переоцінити. Функціонування водойм потре-

бує додержання трьох основних умов: підпір води – водоізолюючий шар у

ложі водойми (впресована глина), значні площі водозбору або штучне пода-

вання води та захист від засмічення.

Найпростіше створити рудеральні угруповання (бур’янисті). Часто во-

ни самостійно заселяються на покинутих та порушених землях. Для швидко-

го створення високопроективного рослинного покриву рекомендують у про-

7

цесі відвалоутворення й при остаточному використанні інших ландшафтів

засипати їх четвертинними породами (глини, суглинки) та додавати осади

стічних вод, насіння некарантинних бур’янів. Це активізує розвиток

бур’янистих угруповань. Бур’яниста рослинність розвивається також на

кам’янистих, шламових та інших субстратах, і в цьому, напевно, полягає її

цінність як стартового елемента розвитку вторинних екосистем на поруше-

них гірничими роботами землях. Рудеральна рослинність створює умови для

формування інших типів рослинних формацій.

Отже, формування вторинних екосистем на порушених гірничими ро-

ботами землях потребує визначення спрямованості формування рослинного

покриву та вибору відповідних активізаційних заходів. Це в свою чергу дає

можливість говорити про рослинність як про визначник розвитку вторинних

екосистем.

Література:

1. Шапар А. Г., Скрипник О. О., Копач П. І. та ін. Науково-методичні

рекомендації щодо поліпшення екологічного стану земель, порушених гір-

ничими роботами (створення техногенних ландшафтних заказників, еколо-

гічних коридорів, відновлення екосистем) / За ред. А. Г. Шапара. – Дніп-

ропетровськ: Моноліт, 2007. – 270 с.

2. Шапар А. Г., Півень В. О., Скрипник О. О., Романенко В. Н., Сме-

тана С. М. Примноження рекреаційно-туристичного потенціалу шляхом

створення ландшафтних заказників на девастованих територіях Кривбасу //

Екологія і природокористування: Збірник наукових праць Ін-ту проблем

природокористування та екології НАН України. Випуск 10. – Дніпропет-

ровськ, 2007. – С. 71–82.

УДК 614.7:614.8.026.1

ЭТИОЛОГИЯ АЛЛЕРГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ НА ПРИМЕРЕ

ПРИДНЕПРОВСКОГО РЕГИОНА

Дитятковская Е. М.,

заведующая городским аллергичес-

ким центром, главный аллерголог

г. Днепропетровска

Заболевания, возникающие в результате сенсибилизации организма к

пыльце ветроопыляемых растений, называют поллинозами. Они широко рас-

пространены во всем мире. По данным экспертов ВОЗ, ими страдают от 10 %

до 40 % населения разных стран, а удельный вес поллинозов среди других

аллергических заболеваний достигает 29 %.

8

Традиционно термины поллиноз и сезонная аллергия отождествляют.

Однако сезонные проявления связаны не только с пыльцой растений. Вегета-

ция некоторых видов микроскопических грибов также имеет определенную

сезонность. Часто концентрация спор в атмосферном воздухе в несколько де-

сятков раз превышает уровень пыльцы растений. Пыльца растений и спектр

спор грибов в атмосферном воздухе индивидуальны и зависят от климато-

графических условий, метеоситуации, а потому распространенность гипер-

чувствительности к плесневым грибам разнообразна. Специалисты отмечают

необходимость широкого внедрения и использования результатов аэробио-

логических исследований в клиническую практику для улучшения контроля

за течением сезонной аллергии.

В Украине существует три волны поллиноза: первая связана с деревья-

ми, вторая – с луговыми травами и злаками, третья – с сорными травами.

Разнообразие клинических проявлений поллинозов обусловлено полимор-

физмом симптомов заболевания, поэтому их ранние признаки часто не свя-

зывают с этиологическими факторами – пыльцой и тем более грибками, а

диагноз аллергического заболевания ставится через много лет при уже сфор-

мировавшейся патологии. Проявления аллергического ринита: сезонность

заболевания (четкое начало и конец), перекрестная аллергия на препараты,

изготовленные на основе трав или соцветий, перекрестная аллергия на пищу:

мед, орехи, семечки, халву, подсолнечное и кукурузное масло, арбуз, горчи-

цу, майонез, дыни.

За последние годы в нашем регионе отмечается «эпидемиологический

всплеск» поллинозов, пик которых приходится на август–сентябрь, в период

палинации сорных трав (амброзии, лебеды, полыни, подсолнечника, кукуру-

зы, циклахены). В сезон цветения этих растений количество вызовов скорой

помощи по причине обострения поллинозов в нашем городе в 2008 г. дости-

гало 220 в день, треть из которых – к детям.

Обращаемость населения за медицинской помощью по поводу обост-

рения поллиноза в период с 6 июля по 21 сентября 2008 г. в г. Запорожье

можно проиллюстрировать следующими показателями (человек/сутки): с

6 июля по 9 августа количество обращавшихся за помощью колебалось в ин-

тервале 80–120 человек в сутки, начиная с 9 августа оно стало резко возрас-

тать и достигло максимального значения (310 человек/сутки) 31 августа.

Было выявлено, что обращаемость за СМП в зависимости от пика кон-

центрации пыльцы приходится в третью волну поллиноза (26–31 августа):

обращаемость – 80 человек в сутки при максимальной концентрации пыльцы

в это время.

Рассматривая структуру гиперчувствительности населения к сезонной

аллергии, следует отметить, что 91,4 % населения страдает от пыли, 85 – от

строительства, 81,8 – подвержены пищевой и кожной гиперчувствительности

и 75 – грибковой.

В таблице приведены данные кожных аллергопроб на пыльцу наиболее

распространенных растений степной зоны.

9

Таблица – Спектр пыльцевой гиперчувствительности

по данным кожных аллергопроб

Растение Гиперчувстви-

тельность, % Растение

Гиперчувстви-

тельность, %

Амброзия 64,4 Кукуруза 23,6

Циклахена 48,8 Овсяница 23,6

Подсолнечник 46,6 Береза 21,6

Мятлик 43,0 Лебеда 21,4

Полынь 32,2 Пырей 10,3

Одуванчик 27,6 Тополь (пух) 9,0

Необходимо обратить внимание на плесневые грибы (alternaria и

сladosporium), так как их споры проявляются как этиологический фактор се-

зонной аллергии.

Аlternaria – повсеместно распространена на многих растениях, в почве,

пищевых веществах и тканях. Ее много в областях, где произростают злако-

вые.

Сladosporium – обнаруживается во всех частях света в воздухе. Часто

колонизирует отмирающие растения. Обнаруживается в немытых холодиль-

никах, на серых оконных рамах, в зданиях с плохой вентиляцией.

Рассматривая спектр гиперчувствительности кожи к плесневым гри-

бам, можно отметить, что она наиболее чувствительна к грибам alternaria –

55,9 %, к грибам сladosporium – 28 %. Воздушный спектр спор грибов рас-

пределен следующим образом: сladosporium – 69 %, alternaria – 10 %, другие

споры – 21 %.

Способы контроля поллиноза, которые в настоящее время рекомен-

дуются и широко внедряются в медицинскую практику, следующие:

мониторинг концентрации пыльцы в атмосферном воздухе,

предсезонная медикаментозная профилактика обострений,

адекватное лечение в случае обострения,

лечение поллинозов в межсезонье – специфическая аллерговакцина-

ция.

В заключение можно совершенно определенно утверждать, то этиоло-

гическим фактором сезонной аллергии в нашем регионе выступают пыльца

растений и споры грибов.

Предложенная схема предсезонной профилактики обострения полли-

ноза, а также адекватная терапия в случае возникновения симптомов позво-

лили нам в большинстве случаев контролировать сезонные проявления ал-

лергии.

Для оптимизации профилактики заболевания поллинозом и повышения

эффективности контроля его течения необходимо внедрять и учитывать ре-

зультаты регионального аэробиологического мониторинга основных видов

спор и пыльцы.

10

УДК 504.6(477.43/44):502.7

РІДКІСНІ ВИДИ УРБАНОФЛОРИ МІСТЕЧОК СХІДНОГО ПОДІЛЛЯ

ЯК СТРУКТУРНИХ ЕЛЕМЕНТІВ РЕГІОНАЛЬНОЇ ЕКОМЕРЕЖІ

Драпалюк Н. В.,

Національний педагогічний

університет

імені М. П. Драгоманова,

Мудрак О. В.,

Національний авіаційний

університет

Вступ. В сучасних умовах антропогенного тиску на екосистеми одним

з найефективніших заходів збереження рослинності є надання статусу запо-

відності об’єкту та включення його до екологічної мережі. Дієвим аспектом

охорони і збереження флористичного різноманіття, у т. ч. раритетних видів

рослин, є інвентаризація та встановлення сучасного стану популяцій рідкіс-

них видів, дослідження їх біоекології та розроблення заходів охорони.

Важливим структурним елементом регіональної екомережі є біоцентри

– територіально замкнуті ділянки з натуральною чи близькою до неї рослин-

ністю, що має велике значення для збереження генофонду ландшафту і вияв-

ляє оптимізуючий вплив на прилеглі території. Для агроландшафту функції

біоцентрів виконують окремі ліси, гаї (діброви), ділянки степів, лук, боліт,

закрайки полів, сіножаті, пасовища, інша природна рослинність, екотони, для

урболандшафту – парки (дендро-, зоо, парки-пам’ятки садово-паркового мис-

тецтва), ботанічні сади, лісопарки, сквери, бульвари, алеї, клумби, оранжереї,

заплави, надзаплавно-терасові комплекси, ареали приватної забудови з при-

садибними садовими чи парковими насадженнями, де збереглися рідкісні ви-

ди.

Мета дослідження. Визначення сучасного стану популяцій рідкісних

видів судинних рослин урбанофлори містечок Калинівка, Козятин, Немирів,

Іллінці та проведення інвентаризації насаджень й систематичного аналізу

дендрофлори.

Об’єкт та методи досліджень. Об’єктом дослідження обрано тери-

торії, на яких є рідкісні види судинних рослин урбанофлори містечок Схід-

ного Поділля – Калинівки, Козятина, Немирова, Іллінців.

Досліджуванні містечка є досить розвинутими промисловими район-

ними центрами, що істотно впливає на їх урбанофлору та екологічний стан.

Дослідження рідкісних видів рослин проводили напівстаціонарним

способом у 2006–2008 рр. (метод маршрутних обстежень). У роботі викорис-

тано також порівняльний морфолого-географічний метод; досліджено власні

збори гербарію. При обстеженні визначали такі показники, як вид, кількість

особин, місцезростання.

11

Результати дослідження та їх обговорення

1. Стислі відомості про об’єкт

Досліджувані містечка знаходяться на території Східного Поділля

(Вінницька область). Калинівка – місто районного підпорядкування, площею

9,8 км2, розташоване на рівнині Подільського плато вздовж берегів річки

Жердь – притоки Південного Бугу. Місто знаходиться на півночі регіону, ві-

дстань до обласного центру – 25 км. З 1938 р. Калинівку віднесено до катего-

рії селищ міського типу. З 1969 р. населені пункти Варшиця, Вільхова і Шев-

ченівка об’єднали з Калинівкою, вони стали її околицями. У 1979 р. Калинів-

ці Президією Верховної Ради України надано статус міста районного підпо-

рядкування. Станом на 1 січня 2005 р. у Калинівці проживало 19,8 тис. чоло-

вік [6].

Козятин розташований на відстані 75 км від обласного центру –

м. Вінниці, в північно-східній частині області у верхів’ях річки Гуйви, за

150 км від столиці держави – м. Києва. Козятин – важлива вузлова станція

Південно-Західної залізниці, через місто проходить автомагістраль Київ – Бі-

ла Церква – Кременець. Площа міста – 1229,04 га. За переписом (2001), насе-

лення Козятина разом з передмістям Залізичне становило близько 27,7 тис.

чол. [6]. Місто Козятин відрізняється від інших досліджуваних міст потуж-

ним залізничним вузлом, за рахунок цього збільшується відповідно територія

міста і відбувається розвиток промисловості.

Місцевість, де розташований Немирів, заселена здавна. В урочищі Го-

родище неподалік Немирова виявлено залишки поселення трипільської куль-

тури. В цьому ж урочищі є одне з найбільших (150 га) скіфських городищ

VII–VI ст. до н. е. Воно оточене могутніми валами – 32 м завширшки, 9 м

заввишки та 5,5 км завдовжки. У Х–ХІ ст. на цьому місці було давньоруське

поселення. За переказами, на місці цього поселення утворилося місто Мирів,

яке під час монголо-татарської навали було вщент зруйноване. Наприкінці

XIV ст. виникло нове місто Немирів. Нині це одне з найбільших міст області,

його площа – 13 км2, населення – 11,7 тис. чол. [6].

Іллінці знаходяться в північно-східній частині Східного Поділля, пло-

ща – 10,87 км2, відстань до обласного центру – 74 км. Тут проживає

12 557 чоловік. Містечко розташоване на Волинсько-Подільському крис-

талічному масиві і частині давнього Сарматського моря. Тому на його око-

лицях трапляються кристалічні породи – граніт, гнейс, пісковик, з осадових

порід – різні глини, які вкриті степовими ділянками. Великим природним ба-

гатством Іллінеччини є ліси з породами дуба, ясена, граба, клена та осики [6].

2. Рідкісні види рослин урбанофлори Калинівки, Козятина, Неми-

рова, Іллінців

В результаті проведених досліджень на території містечок Калинівки,

Козятина, Немирова, Іллінців складено список рідкісних рослин, які занесено

до Червоної книги України (1996) та регіонального списку рідкісних рослин

Вінницької області (2008), який налічує 11 видів, занесених до другого ви-

дання Червоної книги України: Allium ursinum L., Heracleum pubescens

(Hoffm.) Bieb., Epipactis heleborine (L.) Crantz, Cypripedium calceolus L.,

12

Leotopodium alpinum Cass, Lilium martagon L., Platanthera bifolia (L.) Rich.,

Platanthera chlorantha (Cust.) Reichenb., Sternbergia colchiciflora Waldst., et Kit.,

Trapa natans L. s. str., Galanthus nivalis L. [4].

Ряд рідкісних видів рослин малих міст Вінниччини потребує охорони

на регіональному рівні. У досліджених урбанофлори виявлено 9 видів судин-

них рослин, які охороняються на регіональному рівні: Equisetum hyemale L.,

Valeriana exaltatfa Mixan, Nymphaea alba L., Narcissus angustifolius Curt., Scilla

bifolia L., Primula veris L., Crambe tataria Sebeok, Corydalis solida (L.) Clairv.,

Convallaria majalis L.

Більшість видів рослин представлена в зовнішній субурбанзоні Іллінців

та Козятина, нині це територія двох заказників загальнодержавного значення:

«Сестринівська дача» – 8 квартал Козятинського лісництва та «Іллінецький»

– 35, 37 і 47–50 квартали Іллінецького лісництва. Також виявлено ряд попу-

ляцій в містах Немирів та Калинівка [2].

Нижче подаємо відомості про рідкісні і зникаючі види рослин міст Ка-

линівки, Козятина, Немирова, Іллінців [1, 3, 5]:

1. Epipactis heleborine (L.) Crantz (ІІ категорія) – трав’янистий полікар-

пик. Місце зростання виду виявлено в Іллінецькому заказнику на рівнині, яка

вкрита грабово-ясеново-дубовим лісом. Цей вид утворює нечисленні попу-

ляції.

2. Platanthera bifolia (L.) Rich. (ІІІ категорія) – трав’яний полікарпик.

Місце зростання виду виявлено в 35 кварталі Іллінецького лісництва і у 8

кварталі Козятинського лісництва. Також цей вид виявлено в м. Калинівці,

зокрема в дубово-грабовому лісі, кількість популяцій незначна.

3. Platanthera chlorantha (Cust.) Reichenb. (ІІІ категорія) – трав’яний по-

лікарпик. Місце зростання виду виявлено в Іллінецькому заказнику, в 35

кварталі Іллінецького лісництва.

4. Scopolia carniolica Jacq. (ІІ категорія) – трав’яний полікарпик. Місце

зростання виду виявлено в Іллінецькому лісництві.

5. Allium ursinum L. (ІІ категорія) – трав’яний полікарпик. Місце зрос-

тання виду виявлено в Іллінецькому лісництві. Кількість популяцій досить

значна.

6. Cypripedium calceolus L. (ІІ категорія) – трав’яний полікарпик. Релік-

товий вид, відомий з дольодовикової епохи. Місце зростання виду виявлено

у 8 кварталі Козятинського лісництва. Кількість популяцій незначна.

7. Lilium martagon L. (ІІ категорія) – трав’янистий полікарпик,

диз’юнктивно-ареальний вид. Місце зростання виду виявлено в Калинівсь-

кому лісі. Цей вид досить поширений, проте утворює нечисленні популяції, в

яких трапляються особини різного віку.

8. Leotopodium alpinum Cass (І категорія) – трав’яний полікарпик. Міс-

це зростання виду виявлено в м. Калинівці. Цей вид має незначні популяції.

9. Trapa natans L. (ІІ категорія) – трав’янистий полікарпик. Місце зрос-

тання виду виявлено в ставку м. Калинівки. Вид має нечисленні популяції.

10. Heracleum pubescens (Hoffm) Bieb. (І категорія) – трав’яний поліка-

рпик, ендемічний вид. Місце зростання виду виявлено в м. Іллінцях, перева-

13

жно на околицях при дорозі. Цей вид має незначні популяції, можна сказати,

поодинокі.

11. Sternbergia colchiciflora Waldst. et Kit. (ІІ категорія) – трав’яний по-

лікарпик. Реліктовий вид. Місце зростання виду виявлено в м. Немирові, на

території дендросаду. Цей вид утворює нечисленні популяції, кількість кві-

туючих особин становить 30–35 екземплярів.

12. Galanthus nivalis L. (ІІ категорія) – трав’яний полікарпик, підсніж-

ник білосніжний – типовий ефемероїд, важлива лікарська рослина. Місце

зростання виду виявлено в основному в листяних лісах, зокрема в містах Ка-

линівці, Іллінцях. Вид утворює нечисленні популяції.

Висновки. Отже, раритетні види досліджуваних містечок представлені

нечисленною кількістю видів. Найпоширеніші види в м. Іллінцях – 8 видів.

На нашу думку, це зумовлено; по-перше, збереженням значних природних

ділянок, по-друге, збереженням рідкісних рослин в діючому Іллінецькому за-

казнику загальнодержавного значення. Разом з тим негативно діє антропо-

генний чинник: збирання рослин на продаж, випасання худоби та скошуван-

ня, несанкціоноване приватне будівництво, а також значний вплив має про-

мислове виробництво міст. Значно краще представленні рослини, що охоро-

няються на регіональному рівні.

Література:

1. Определитель растений Украины. – К.: Наукова думка, 1987. – 547 с.

2. Реєстр природно-заповідного фонду Вінницької області. – Вінниця,

2005. – 52 с.

3. Липа О. Л., Федоренко А. П. Заповідники та пам’ятки природи Украї-

ни. Реєстраційний довідник. – К.: Урожай, 1969. – 187 с.

4. Червона книга України. Вони чекають на нашу допомогу / Упорядники

О. Ю. Шапаренко, С. О. Шапаренко. – 2-ге вид., зі змінами. – Х.: Тор-

сінг плюс, 2008. – 384 с.

5. Григора І. М., Соломаха В. А. Рослинність України. – К.: Фітосоціо-

центр, 2005. – 452 с.

6. http://uk.wikipedia.org.

14

УДК 58.04:581.142:547,587

ОЦІНКА КОМБІНОВАНОГО ВПЛИВУ ЗАБРУДНЮЮЧИХ РЕЧОВИН

НА ФІЗІОЛОГІЧНИЙ СТАН РОСЛИН

Феденко В. С., Шемет С. А.,

Науково-дослідний інститут

біології Дніпропетровського

національного університету

імені Олеся Гончара

Тенденції змін фізіологічного стану рослин за умов полікомпонентного

техногенного забруднення залежать як від концентрації токсичних речовин у

природних середовищах, так і від ефектів їхньої взаємної дії. Закономірності

змін функціонального стану рослин, індукованих комбінованою фітотоксич-

ністю ксенобіотиків, не з’ясовано. На цей час облік ефекту сумації при нор-

муванні забруднень базується на регламентованих гранично допустимих

концентраціях ксенобіотиків для деяких природних середовищ. Такі норма-

тивні показники визначають за умов роздільного впливу конкретного токси-

канта, не враховуючи можливі ефекти сумісної дії за наявності інших ксено-

біотиків. Неадекватність сучасної системи оцінювання допустимого рівня

полікомпонентного забруднення може призвести до непрогнозованих нас-

лідків у функціонуванні рослинних організмів за умов зростаючого антропо-

генного навантаження на екосистеми.

Мета роботи – розроблення методичних основ об’єктивної оцінки ком-

бінованого впливу ксенобіотиків на фізіологічний стан рослин.

Розв’язання цієї актуальної проблеми базується на нових теоретичних

результатах та методичних підходах, розроблених у процесі системних дос-

ліджень фізіолого-біохімічних аспектів токсичного впливу ксенобіотиків на

рослини. Враховуючи двофазний характер загальної реакції рослинного ор-

ганізму на стресорну дію, на першому етапі дослідження з використанням

математичного моделювання розроблено метод визначення роздільного

впливу токсикантів на функціональний стан рослин (пат. № 71291). Метод

дає можливість проводити тестування адекватно наявності обох фаз відпові-

дної реакції – стимуляції («hormesis») або пригнічення тест-функцій залежно

від дози токсиканта. Зміни фізіологічного показника залежно від концентра-

ції ксенобіотика визначаються функціональною залежністю, яка має вигляд

модифікованої експоненти. За наявності обох фаз відповідної реакції організ-

му математична модель становиться з двох блоків. Вплив токсикантів діагно-

стують за значеннями коефіцієнтів залежності, які розраховують на основі

експериментальних результатів. З використанням цього методу з’ясовано

особливості біологічного ефекту важких металів і гербіцидів з різними сай-

тами дії.

Використовуючи таку функціональну залежність, розроблено метод

визначення комбінованої дії ксенобіотиків (пат. № 25709). Цей метод ґрун-

15

тується на встановленні співвідношення експериментальної та теоретичної

залежності фізіологічного показника від концентрації токсикантів. Результа-

том тестування є залежність діагностичного показника від дози факторів, що

також має вигляд модифікованої експоненти і дає змогу встановлювати тип

взаємної дії стресорів (антагонізм, синергізм, адитивність).

Розроблено також інший варіант діагностики (пат. № 23658), який

включає встановлення співвідношення інкременту нелінійної регресивної

функції тестового показника у разі взаємної дії факторів за довільної комбі-

нації їхніх доз до інкременту функції при незалежній дії факторів. Цей метод

має такі переваги порівняно з відомими діагностичними прийомами:

- тестування рослинного об’єкта проводять у діапазоні доз різних факто-

рів за їхньої довільної комбінації;

- на основі функціональних залежностей можливі прогнозні оцінки за

різних варіантів комбінацій факторів;

- нелінійність відгуку об’єкта дає можливість встановити зміни тестово-

го показника у складних процесах;

- проведення аналізу усіх можливих поєднань доз факторів у межах за-

даних діапазонів;

- прогнозування комбінацій факторів з максимальним синергізмом або

антагонізмом;

- довільність у виборі схеми тестування;

- можливість діагностики впливу комбінацій природних та антропоген-

них факторів середовища;

- використання для оцінки тест-функцій різних біологічних об’єктів;

- формалізація алгоритму визначення та можливість комп’ютерної реалі-

зації.

На основі системних досліджень проблеми комбінованого впливу

стрес-факторів сформульовано такі загальні положення:

- антагонізм, адитивність або синергізм взаємної дії факторів може

виявлятись при їхньому інгібуючому та стимулюючому впливі;

- тип взаємної дії факторів виявляється специфічно для певної тест-

функції організму та може змінюватись залежно від дози і токсичності

ксенобіотика;

- значущість типу взаємної дії факторів слід розглядати відповідно до

ролі тест-функції в життєдіяльності рослини і напряму роздільного

впливу факторів.

На прикладі тест-дії комбінацій металів і гербіцидів виявлено тенденції

змін інтегральних параметрів фітотоксичності та прояв адаптивної реакції за

показниками метаболізму фенольних сполук, які проявляють властивості ан-

тиоксидантів та ендогенних хелаторів. Запропоновано концепцію координо-

ваних змін типів взаємної дії стрес-факторів та тест-функцій рослин. Згідно з

цією концепцією комбінована дія стрес-факторів призводить до токсичного

ефекту, який зумовлює прояв адаптивної реакції. З підсиленням токсичного

ефекту послаблюється адаптивна реакція з послідовною зміною типів взаєм-

ної дії факторів на тест-функції рослин. За цих умов спостерігається така за-

16

кономірність: координованість типів взаємної дії факторів спрямована на мі-

німізацію токсичного ефекту за рахунок антагоністичного або адитивного

впливу на ростові процеси та оптимізацію адаптивної реакції за рахунок си-

нергізму при стимуляції метаболізму фенольних сполук. Для адекватної оці-

нки різноспрямованості метаболічних перетворень фенолів, спрямованих на

реалізацію адаптивних реакцій, розроблено метод диференційної діагностики

впливу ксенобіотиків на стійкість рослин на основі дозової залежності нако-

пичення цих метаболітів, яка має характер коливальної функції (пат.

№ 85040). Для діагностики фізіологічного стану рослин за умов окиснюваль-

ного стресу запропоновано методичний прийом (пат. № 71468), який базу-

ється на відмінностях у спектральних характеристиках рослинних тканин,

пов’язаних з утворенням пігменту внаслідок окислювальної кон’югації за

участю фенольних сполук. Встановлено механізм детоксикації металів і гер-

біцидів на внутрішньоклітинному рівні за участю фенольних біоелімінаторів,

які здатні на стадії вакуолярної компартментації утворювати метаболічно не-

активні кон’югати з токсикантами.

Таким чином, одержані результати поглиблюють теоретичні уявлення

щодо закономірностей спільної дії факторів середовища. Розроблені методи

діагностики, які захищені патентами, створюють основу для екологічних ін-

новацій в системі оцінки антропогенного навантаження на рослини, а також

в різних напрямах агроекологічної сфери: фітоіндикація на різних рівнях ор-

ганізації рослинного організму, фізіолого-біохімічне обґрунтування викорис-

тання сумішей гербіцидів з різними механізмами дії, вивчення регуляції ак-

тивності гербіцидних препаратів у разі дії елементів мінерального живлення

та хімічних сполук, створення технологій фіторемедіації.

УДК 631.811.98

ЕКОЛОГІЧНО БЕЗПЕЧНІ РЕГУЛЯТОРИ РОСТУ РОСЛИН

Гармаш С. М.,

ДВНЗ Український державний

хіміко-технологічний університет

Останнім часом спостерігається зменшення захисних властивостей у

рослин у зв’язку зі зміною їх гормональної системи. Це призводить до втрати

опірності рослин різним захворюванням, морозо-, засухостійкості та ін.

Вчені багатьох країн у процесі досліджень довели ефективність екзо-

генної обробки рослин фітогормонами для одержання високих урожаїв і еко-

логічно безпечної продукції.

Ауксини й ауксиноподібні речовини мають велике значення для росто-

вих процесів рослин. Ці сполуки синтезуються самими рослинами, але додат-

кове постачання ними рослин поліпшує їхній ріст і розвиток.

17

Встановлено, що найкраще джерело вуглецю для синтезу ауксину –

глюкоза, а з джерел азоту – нітратний азот. Визначено, що такі культури, як

Aspergillus terreus, Asp. flavus, Alternaria tenuis, Gliocladium viridis і види роду

Macrosporium здатні синтезувати ауксин.

Накопичено значну кількість даних щодо здатності азотобактера до

синтезу індолоцетної кислоти. Азотфіксатори стимулюють ріст рослин не

лише за рахунок постачання їх азотом, а й за рахунок синтезу речовин гор-

мональної природи.

Цитокінини знайдено серед продуктів метаболізму актиноміцетів і ри-

зосферних бактерій. Здатність до синтезу цитокінинів було виявлено у біль-

шості перевірених штамів азотобактера.

Відкриття антистресових властивостей у цитокінинів стало підставою

для створення їх синтетичних віддалених аналогів. Обприскування цитокі-

нином декоративних рослин (петунія, бегонія, жоржини) з концентрацією

10 г/л стимулює розвиток асиміляційного апарата рослин, збільшує вміст

хлорофілу в умовах забруднення навколишнього середовища і ослаблює

шкідливу дію цих умов на розвиток листової поверхні.

У Дніпропетровському державному хіміко-технологічному університе-

ті одержано витяжку з біогумусу (продукту біопереробки рослинних відходів

червоним каліфорнійським черв’яком), яка містить фітогормони (гібереліни,

ауксини та цитокінини). Метою проведеної роботи є дослідження впливу бі-

огумату та окремих синтетичних стимуляторів на ріст, розвиток важливих

зернових та овочевих культур.

До завдання наших досліджень входило вивчення впливу обробки рос-

лин ячменю біогуматом на процеси його росту і продуктивності. Досліджен-

ня енергії проростання та лабораторної схожості насіння ячменю проводили

згідно з ГОСТ 12038-84 Семена сельскохозяйственных культур. Методы

определения всхожести. Насіння попередньо замочували в чашках Петри на

1 добу в розчинах біогумату 0,01 % (10 мл біогумату в 1 л води), 0,005 %

(5 мл біогумату в 1 л води) і в дистильованій воді (контроль). У кожній пробі

взято 100 насінин. Повторюваність дослідів – трикратна.

Середні результати для контрольної і дослідної груп насіння наведено

в таблиці 1.

Таблиця 1 – Вплив біогумату на посівні властивості насіння ячменю

Показники Контроль Розчин біогумату 0,01 % Розчин біогумату 0,005 %

Енергія пророс-

тання, % 85 93 89

Лабораторна

схожість, % 91 95 93

Енергія проростання насіння ячменю у дослідах з 0,01 і 0,005 % розчи-

нами біогумату відповідно на 9,4 % і 4,7 % вища за контроль. Лабораторна

схожість у дослідах з 0,01 % і 0,005 % розчинами біогумату перевищувала

контроль відповідно на 4,2 % і 2,2 %. Результати досліджень свідчать, що оп-

тимальною концентрацією біогумату є 0,005 %.

18

Для вивчення впливу живильних середовищ з різними концентраціями

біогумату на ріст ячменю проведено досліди трикратною повторюваністю з

10 паростками. В таблиці 2 наведено дані зміни сумарного приросту 10 па-

ростків ячменю під впливом досліджуваних живильних середовищ за

15 днів.

Таблиця 2 – Вплив біогумату на сумарний приріст паростків ячменю

Варіант досліду Сумарний приріст

10 паростків, см % до контролю

Вода (контроль) 7,50,81 –

Біогумат (0,005 %) 13,80,62 84

Біогумат (0,01 %) 12,50,75 53

Гіберелін (0,005 %) – еталон 10,30,93 36

Найбільший сумарний приріст за 15 днів мають рослини, вирощені на

середовищі з концентрацією біогумату 0,005 %. Сумарний приріст 10 рослин

ячменю становив 84 % до контролю. Сумарний приріст під впливом екзоген-

ного гібереліну (еталона) становив 36 % до контролю.

Біогумат впливає не лише на висоту паростків ячменю, а й на їхню ма-

су (таблиця 3).

Таблиця 3 – Вплив біогумату на масу паростків ячменю Варіант досліду Сира маса 10 рослин, см % до контролю

Вода (контроль) 2,20,81 –

Біогумат (0,005 %) 3,50,62 60

Біогумат (0,01 %) 2,60,75 19

Гіберелін (0,005 %) – еталон 2,80,93 27

Біогумат при концентрації 0,005 % впливає на масу 10 паростків ячме-

ню більше порівняно з іншими варіантами досліду. Приріст біомаси порівня-

но з контролем становив 60 %.

Результати досліджень розчинів екстрактів з біогумусу на схожість і

проростання насіння огірків, капусти, томатів свідчать, що оптимальною

концентрацією біогумату є 0,005 %, що було підтверджено польовими вип.-

робуваннями в навчально-дослідному господарстві «Самарський» Дніпро-

петровського державного аграрного університету (1998–2002 рр.). Одержані

результати було покладено в основу розробленої нормативно-технічної до-

кументації на виробництво біогумату.

Використання фіторегуляторів росту є обов’язковим прийомом інтен-

сивних технологій. Для максимального підвищення індукції ембріогенезу

для такої важливої сільськогосподарської культури, як соя підібрано оптима-

льні співвідношення і концентрації ауксинів, цитокінинів і гіберелінів.

Калюсна культура сім’ядолей сої дуже чутлива до дії цитокінинів. Від-

сутність у поживному середовищі цитокінинів призводить до припинення

росту калюсної культури, а введення їх у середовище відновлює ріст калюс-

ної тканини.

19

Для встановлення оптимальних співвідношень ауксинів, цитокінинів,

гіберелінів готуємо поживні середовища, склад яких наведено в таблиці 4.

Таблиця 4 – Склад поживних середовищ з різним вмістом регуляторів росту Співвідношення

кінетин:гетероауксин:гіберелін Склад поживного середовища

2:1:0,5 Кінетин, 0,1 мг/л + гетероауксин,

0,05 мг/л + гіберелін, 0,025 мг/л

1:1:1 Кінетин, 0,05 мг/л + гетероауксин, 0,05 мг/л

+ гіберелін, 0,05 мг/л

0,5:1:0,5 Кінетин, 0,025 мг/л + гетероауксин, 0,05 мг/л

+ гіберелін, 0,025 мг/л

В ламінар-бюксі висаджували калюсну тканину сої на досліджувані

поживні середовища. Калюсну тканину культивували в термостаті при тем-

пературі 25-26 С, відносній вологості повітря 60–70 % без доступу світла.

Через кожні 7 днів знімали ростові характеристики калюсних тканин.

Ріст калюсної тканини сої відновлюється при співвідношенні кіне-

тин:гетероауксин:гіберелін = 2:1:0,5.

Таким чином, для підвищення ефективності використання стимулято-

рів росту рослин у сільському господарстві встановлено оптимальні співвід-

ношення фітогормонів, а також оптимальну концентрація біогумату.

Одержані результати можуть бути використані при розробленні техно-

логії вирощування сільськогосподарських культур.

УДК 630*23 (477.63)

ВЛИЯНИЕ ЛЕСНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ НА МИГРАЦИЮ

ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ В СТЕПНОЙ ЗОНЕ

Цветкова Н. Н., Дубина А. А.,

Якуба М. С.,

Днепропетровский национальный

университет имени Олеся Гончара

Учение о миграции веществ нашло свое отражение в работах ряда ис-

следователей. Среди них основатель биогеохимии В. И. Вернадский отмечал,

что «на Земле нет более могучей геохимической силы, чем растительность,

благодаря которой совершается непрерывный ток вещества из живой в кос-

ную материю и обратно».

«Создавая лес в степи, – пишет А. Л. Бельгард, – мы фактически стре-

мимся втиснуть в рамки степного биологического круговорота лесное сооб-

щество, обладающее особыми путями биологического круговорота и весьма

отличающееся от степного сообщества продолжительностью вегетационного

20

периода, накоплением органического вещества, годовым коэффициентом ув-

лажнения, реакцией почвенных растворов, скоплением надземной и подзем-

ной массы растений и т. д.».

Изменение степного типа биологического круговорота в сторону лес-

ного является одной из основных задач степного лесоразведения.

В программу настоящих исследований входило изучение миграции –

биологического круговорота веществ в природных лесных биогеоценозах и

искусственных лесных насаждениях зоны настоящих степей Украины для

оценки средопреобразующей способности степного леса и прогнозирования

его дальнейшего развития.

Для характеристики особенностей миграции веществ в лесном сообще-

стве в настоящее время используется серия всевозможных показателей. Од-

ним из наиболее важных является интенсивность круговорота или коэффи-

циент утилизации органики – опадо-подстилочное соотношение.

Интенсивность круговорота веществ многие исследователи объективно

оценивают опадо-подстилочным коэффициентом (ОПК), который представ-

ляет собой отношение запаса подстилки к запасу годового опада, и называют

его индексом интенсивности.

В работе определяли ОПК, типы круговоротов веществ и устанавлива-

ли степень влияния лесного сообщества на круговорот в степи. Объектами

исследования были природные и искусственные биогеоценозы долинно-

террасового и приводораздельно-балочного мезоландшафтов. Долинно-

террасовый ландшафт состоит из поймы, арены и древних террас, примы-

кающих к коренным берегам степных рек. К долинно-террасовому ландшаф-

ту приурочены продолжительно- и краткопоемные, аренные и «пристенные»

леса. Приводораздельно-балочный мезоландшафт – это межбалочные рав-

нинные пространства, чередующиеся с балочными понижениями.

Круговорот веществ изучали в разнотравно-типчаково-ковыльной сте-

пи, в «пристенных» дубравах, прирусловых вязо-липово-ясеневых дубравах

и аренных лесах – свежих суборях и суховатых борах Присамарского ста-

ционара.

Для некоторых перечисленных биогеоценозов характерна горизон-

тальная расчлененность на ряд биогеоценотических структур _ парцелл. В

связи с такой структурой биогеоценоза учет запасов опада, подстилки и рас-

чет показателей биологического круговорота проводили в биогеоценозе

дифференцированно по парцеллам, а затем рассчитывали средневзвешенные

показатели для экосистемы в целом.

Тип биологического круговорота органо-минеральных веществ опре-

деляли по десятибалльной шкале числовых показателей биологического кру-

говорота Н. И. Базилевич и Л. Е. Родина. Запасы подстилки и опада опреде-

ляли в течение ряда лет, когда климатические факторы (температура и влаж-

ность воздуха, осадки) широко варьировались. Характеристики биологиче-

ского круговорота представлены среднестатистическими данными за 20 лет.

Разнотравно-типчаково-ковыльная степь расположена на вершине во-

дораздельного плато между реками Самарой и Сороковушкой. Типологиче-

21

ский шифр по А. Л. Бельгарду – ОЧСГ1. Почва – чернозем обыкновенный,

малогумусный. Длительный выпас скота привел к выпадению ковылей, они

встречаются в виде отдельных куртинок. Основу травостоя составляет тип-

чак гребенчатый (60 %). В меньшем количестве растут тонконог изящный,

ковыли Лессинга и волосатик. Из разнотравья – шалфей поникший, молочай

болотный, тысячелистник обыкновенный. Общее покрытие травостоя – 85 %.

Средняя зольность опада – 10,7 %. Опадо-подстилочный коэффициент –

0,50,3, круговорот веществ – интенсивный.

«Пристенная» липово-ясеневая дубрава расположена в пристенной

части долины р. Самары. Крутизна склона – 30 юго-западной экспозиции.

Порослевая липово-ясеневая дубрава с развитым кустарниковым под-

леском. Сомкнутость древостоя – 0,7–0,8. Возраст насаждения – 60–80 лет. В

кустарниковом подлеске преобладает бузина черная, бересклет европейский.

Травостой представлен разрозненными куртинами звездчатки ланцетовид-

ной, будры плющевидной и др. Мощность подстилки – 2,3–2,7 см. Почва –

чернозем лесной, декарбонированный, среднегумусный, среднесуглинистый.

Четко выделяются две парцеллы: дубово-кустарнико-звездчатковая и дубо-

во-кустарниково-мертвопокровная. Запасы подстилки в парцеллах варьиру-

ются в интервале 61,6–81,7 ц/га, опада – 26,8–32,4 ц/га; опадо-подстилочный

коэффициент – 1,9–2,6; круговорот – заторможенный. Зольность опада –

8–16 %.

Скорость разложения мертвых растительных остатков в звездчатковой

парцелле в 1,3 раза превосходит таковую в мертвопокровной парцелле.

Прирусловая вязо-липово-ясеневая дубрава расположена на прирусло-

вом валу поймы р. Самары.

Сомкнутость крон – 0,7. Кустарниковый подлесок представлен береск-

летами бородавчатым и европейским. Травостой носит пятнисто-зарослевый

характер. В травостое: будра плющевидная, чистотел большой, кирказон ло-

моносовидный и др. Почва пойменнолесная, слабовыщелоченная, малогу-

мусная, супесчаная на аллювиаьных отложениях. Средний запас лесной под-

стилки варьируется в интервае 100–121 ц/га, опада – 26,3 ц/га. Опадо-

подстилочный коэффициент – 3,90,9. Тип круговорота – заторможенный.

Зольность опада – 6,8 %.

Центральнопоемная липово-ясеневая дубрава расположена на участке

центральной поймы р. Самары. В травостое – купырь лесной, звездчатка

ланцетолистная, сныть обыкновенная, крапива двудомная. Возраст – 70–

80 лет. Сомкнутость древостоя – 0,7–0,8.

В первом древесном ярусе господствует ясень обыкновенный, меньше

клена остролистного и дуба обыкновенного. Во втором ярусе – клен полевой.

В дубраве выделены парцеллы: дубово-кустарниково-звездчатковая, дубово-

кустарниково-купыревая и дубово-кустарниково-мертвопокровная.

Почва – пойменная, лугово-лесная, среднегумусная, суглинистая. Опа-

до-подстилочный коэффициент для купыревой парцеллы – 3,7, мертвопок-

22

ровной – 3,6, звездчатковой – 3,45. ОПК для биогеоценоза – 3,6 0,9; тип

круговорота органо-минеральных веществ – заторможенный.

Свежая суборь находится в понижении рельефа на второй песчаной

террасе р. Самары. Тип лесорастительных условий – супесь свежая. Световая

структура – полуосветленная. В первом ярусе биогеоценоза представлена

сосна обыкновенная, во втором – дуб черешчатый, береза повислая. В под-

леске – клен остролистный, липа сердцелистная, бересклет обыкновенный,

скумпия. Возраст сосны составляет 40–60 лет. Средняя высота насаждения –

30 м. Высота второго яруса достигает 6–7 м. Сомкнутость первого яруса –

0,3. Сомкнутость вместе с подлеском – 0,6.

Неоднородность древостоя по плотности кроны создает парцеллярную

структуру биогеоценоза. Основными парцеллами являются: сосново-дубово-

ландышевая, дубово-сосново-купеновая, сосново-разнотравно-злаковая. От-

ношение запасов подстилки к запасам опада в ландышевой парцелле – 8,6,

купеновой – 8,1, разнотравно-злаковой – 3,2; для всего биогеоценоза в целом

опадо-подстилочный коэффициент равен 6,62,8. Круговорот вещества – за-

торможенный. Подстилка мощная, цельная, сложена сухими листьями и

хвоей, слабо дифференцирована по слоям, мощность – 4,9 см.

Сухой бор расположен на второй песчаной террасе долины р. Самары,

на вершине дюнного всхолмления, представляет собой типичный бор. Тип

лесорастительных условий – песок суховатый. Тип световой структуры – ос-

ветленный, световое состояние нормальное. Тип древостоя – 10 С. об. без

кустарникового подлеска. Возраст сосны – 50–60 лет. Сомкнутость крон –

0,5.

В травяном покрове встречаются полынь песчаная, типчак Беккера,

дрок красильный, тмин песчаный, ежа сборная и др. Покрытие под деревья-

ми – 25–30 %, на полянах – 65–70 %. Лесная подстилка трехслойная, цель-

ная, рыхлая, труховидной структуры. Мощность подстилки – 3,6 см.

Почва – дерново-боровая, малогумусная, средневыщелоченная, песча-

ная, слаборазвитая на древнеаллювиальных отложениях. Увлажнение атмос-

ферное. Грунтовые воды – на глубине 3,9 м. В бору выделено три парцеллы:

сосново-зубровковая, песчано-степная, сосново-мертвопокровная. Индекс

интенсивности круговорота веществ в сосново-зубровковой парцелле равен

6,9, в песчано-степной – 2,7, в мертвопокровной – 5,1. Для всего биогеоцено-

за в целом опадо-подстилочный коэффициент равен 5,63,3. Тип круговорота

– заторможенный.

Сравнительный анализ показателей круговорота органо-минеральных

веществ в природных биогеоценозах степной зоны Украины показал, что в

пойменных пристенных и аренных лесах, где растительный покров отличает-

ся от степного, создаются новые типы круговорота веществ. Если в степи

круговорот веществ интенсивный, то в природных лесных экосистемах степи

круговорот веществ заторможенный.

Аналогичное изменение круговорота веществ от интенсивного к за-

торможенному происходит в искуственных насаждениях степной зоны. На-

пример, в искусственных дубовых насаждениях на плакоре, которые созданы

23

на распаханной исходной разнотравно-типчаково-ковыльной степи с не-

большим наклоном северной экспозиции (2–4) в 3 км от с. Всесвятского Но-

вомосковского р-на Днепропетровской обл. Возраст насаждения – 45 лет.

Сомкнутость древостоя – 0,5–0,9. Средняя высота насаждения – 12 м. Диа-

метр стволов – 50 см.

Почва – чернозем обыкновенный, суглинистый, средневыщелоченный,

слабосмытый, малогумусный. Материнская порода – лессы. Увлажнение ат-

мосферное, грунтовые воды – на глубине 40 м. Тип насаждения рядовой.

Исследование биологического круговорота показало, что индекс ин-

тенсивности для дубового насаждения равен 3,30,6. Круговорот – затормо-

женный. Это подтверждает, что в условиях степного юга большую роль в

формировании круговорота играет растительность, созданное насаждение,

его тип и соответствующая структура.

Искусственное белоакациевое насаждение суховатого типа увлажнения

на пристене расположено в верхней трети склона южной экспозиции правого

коренного берега р. Самары в 3 км от с. Андреевки Новомосковского района

Днепропетровской области.

Опадо-подстилочный коэффициент – 2,91,1; тип биологического кру-

говорота – заторможенный.

Проведенные мониторинговые исследования подтверждают сущест-

вующее положение о пертинентной роли лесных систем, высказанное рядом

исследователей. Лесные экосистемы степи смещают интенсивность мигра-

ции органо-минеральных веществ в сторону торможения (коэффициент ин-

тенсивности миграции увеличивается). Если в степном биогеоценозе в усло-

виях Днепропетровщины он лежит в интервале 0,4–1,2, то в созданном и

природном лесных – варьируется в пределах 2,0–9,0.

В природных лесных системах индекс интенсивности (коэффициент

миграции веществ) варьируется широко от парцеллы к парцелле; в искусст-

венных насаджениях – зависит от типа древостоя и типа лесорастительных

условий (по А. Л. Бельгарду).

Индекс интенсивности искусственного биогеоценоза изменяется в за-

висимости от степени развития насаждения. Если насаждение создано пра-

вильно для данных условий и биогеоценоз развивается в сторону сильвати-

зации, абсолютное значение индекса увеличивается. При деградации лесного

насаждения под полог леса начинают проникать степные травы и значение

ОПК падает.

Проведенные исследования позволяют использовать индекс интенсив-

ности веществ для характеристики современного состояния леса и прогноза

его дальнейшего развития.

24

УДК 577.1

ФІЗІОЛОГО-БІОХІМІЧНІ ПОКАЗНИКИ СТАНУ ДЕРЕВНИХ

РОСЛИН В УМОВАХ ПРОМИСЛОВИХ ЗОН

СТЕПОВОГО ПРИДНІПРОВ’Я

Василюк О. М., Кулік А. Ф.,

Дніпропетровський національний

університет імені Олеся Гончара

В умовах промислового Придніпров’я, де видобуток залізної руди ста-

новить 84 %, продукція чорної металургії – 42, електроенергетики – 18, хі-

мічної та нафтохімічної промисловості – 24 %, значних змін зазнали ґрунти,

атмосфера, вода [1–5]. Загальними забруднювачами є тверді та газоподібні

полютанти [6]. Такі неорганічні сполуки, як окис вуглецю, двоокис сірки,

двоокис азоту та тверді частинки взагалі характерні для західної групи заво-

дів Дніпропетровська (ВАТ «Дніпрококс», «Лакофарбовий завод», «Дніпро-

петровський металургійний завод ім. Петровського», ДЗМО, «Завод пресів»,

«Дніпропетровський трубний завод»), внесок який у забруднення атмосфери

промислового міста є найбільшим. Викиди сполук сірководню здійснюють за-

вод ім. Петровського та «Дніпрококс». Специфічними забруднювачами дов-

кілля керосином є завод ім. Петровського; аміаком, бензолом, фенолом, наф-

таліном та ціанідом – «Дніпрококс»; ацетон, ксилол, уайт-спірит, цинк та

свинець викидає у повітря лакофарбовий завод. Таким чином, в умовах про-

мислових підприємств спостерігається спільне забруднення рядом токсичних

речовин [2, 6].

Метою нашої роботи було дослідити вплив полютантів на активність

ферментів переамінування аланінамінотрансферази (АлАТ, 2.6.1.2) та аспар-

татамінотрансферази (АсАТ, 2.6.1.1), що відіграють важливу роль у білково-

му обміні рослин [3, 7], входять до складу білок-синтезуючої системи [2–5,

7–11], яка реагує на стрес-чинники неспецифічною реакцією [12–14]. Така

система спрямована на адаптаційні процеси зі збереження стану іонного го-

меостазу та інших параметрів організмів в умовах тривалого хронічного

стресу. Тому вивчення цього ланцюжка метаболізму в умовах антропогенно-

го навантаження набуває важливого наукового значення [1, 15–18]. Ці показ-

ники досліджували у насінні деяких деревних культур як в об’єкті-носії гене-

тичної інформації виду та його збереження. Насіння збирали з південно-

східного боку дерев середнього рівня крони [19].

Об’єкти досліду – поширені види деревних рослин в умовах Придніп-

ров’я: клен гостролистий (Acer platanoides K.) та робінія звичайна (Robinia

pseudoacacia L.), що ростуть у штучних насадженнях зелених зон зазначених

заводів. Важають, що ці види є газостійкими [20]. Рослини з екологічно чис-

того району Присамарського біосферного стаціонару використовували як

контроль №1 та рослини з Дніпропетровського ботанічного саду як контроль

№2 [21]. Активність ферментів (нМ/мл•с) визначали за загальною методикою

25

[22], концентрацію білка (мг/мл) водорозчинної фракції – за методом Бред-

форд [23]. Питому активність ферментів АлАТ та АсАТ розраховували по ві-

дношенню загальної активності відповідного ензиму до концентрації білка у

відповідній водорозчинній фракції (нМ/мг•с). Одержані результати відпові-

дають 5 % рівню значущості [24].

Вивчаючи вплив факторів навколишнього середовища на активність

ферментів переамінування, спостерігали вірогідне підвищення питомої акти-

вності АлАТ в насінні Acer platanoides K. стосовно контролю №1 на 21–

106 % для всіх варіантів досліду. Відносне підвищення питомої активності у

спорідненого ензиму АсАТ стосовно контролю становить 1,5–2 рази, тоді як

абсолютні показники АлАТ перевищують відповідні значення питомої ак-

тивності АсАТ у 2–3 рази, що, можливо, пов’язано з підвищенням активності

біохімічних процесів із залученням АлАТ (див. таблицю).

У насінні Robinia pseudoacacia L. навпаки, абсолютні характеристики

питомої активності АсАТ перевищують АлАТ у 2–3 рази порівняно з насін-

ням Acer platanoides K., тобто напрям регуляції білок-синтезуючої системи

пов’язаний з використанням ензимів аспартатамінотрансфераз, що, можливо,

пояснюється збільшенням накопичення субстратного забезпечення для АсАТ

внаслідок хронічного тривалого стресу. Питома активність аланінамінотран-

сферази перевищує контроль №1 у 2–3,3 раза для всіх варіантів досліду (див.

таблицю). Питома активність АсАТ в усіх варіантах досліду інгібована від-

носно контролю №1. Відносні показники питомої активності АсАТ станов-

лять 68–98 %. Таким чином, енергетичні затрати на забезпечення процесів з

участю АлАТ перекриваються затратами із залученням АсАТ, що захищає

рослинний організм від перевантаження та виснаження (див. таблицю).

Висновки

В умовах тривалого хронічного стресу антропогенного походження ві-

дбувається зміна напрямку функціонування білок-синтезуючої системи вза-

галі. У наведеному польовому досліді з’ясовано наявність неспецифічних за-

гальнобіологічних механізмів адаптації рослинного організму до екзогенних

чинників, пов’язаних з детоксикацією токсичних.

26

УДК 577.15

ВИКОРИСТАННЯ ДЕЯКИХ РОСЛИН ШТУЧНИХ ЕКОСИСТЕМ

ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ РІВНЯ ТЕХНОГЕННОГО ЗАБРУДНЕННЯ

Попов В. Я.,

Науково-дослідний інститут

біології Дніпропетровського

національного університету

імені Олеся Гончара

Місце та роль рослин у штучних екосистемах досить різноманітні. Це,

насамперед, збільшення кисню в атмосфері та поживних речовин у ґрунтах, а

також розмноження численних представників фауни внаслідок розвитку рос-

линності. Через підвищену чутливість деяких рослин (особливо таких дерев,

як дуб і каштан) до дії геопатогенних та геопозитивних зон, техногенного

забруднення довкілля досить перспективним є застосування їх в геоекоінфо-

рмативних системах для інформаційного забезпечення підсистем біоекологі-

чного моніторингу та менеджменту у сфері природокористування та охорони

довкілля на національному, регіональному й міжнародному рівнях.

Одним з проблематичних напрямів екологічного моніторингу є вияв-

лення і дослідження маркерних характеристик впливу техногенного забруд-

нення довкілля на рослини. Проблема особливо ускладнюється у разі комбі-

нованої дії на рослини системних ксенобіотиків, коли неможливо визначити

конкретну мішень інгібіторної дії, при цьому фізико-хімічні основи цього

впливу важко інтерпретувати на молекулярному рівні.

Результати аналізу сучасних публікацій, пов’язаних з вивченням фізіо-

логічних, біохімічних та анатомо-морфологічних основ комбінованої дії ксе-

нобіотиків на рослини, розкривають складну картину порушень численних

метаболічних систем та структурних утворень [1]. При цьому більшість пуб-

лікацій присвячено дослідженню специфічних характеристик впливу ксено-

біотиків на рослини у випадках, коли визначено ланку метаболізму, яка є мі-

шенню їхньої інгібіторної дії.

Метою роботи було виявлення та дослідження маркерної інтегральної

біофізичної ознаки комбінованого впливу ксенобіотиків на деревні рослини в

рамках точкової моделі прогнозу екологічного моніторингу.

Тест-об’єктом, як приклад, вибрано насіння Aesculus hippocastanum L.

Контрольний варіант насіння був сформований в умовах відносно чистої зо-

ни (вміст Pb в рослині – 20÷25 мкг/г, Zn – 25÷30, Cu – 8÷10 мкг/г сухої речо-

вини); досліджуваний варіант – в умовах комбінованої дії металургійних пі-

дприємств і автомобільної траси (Pb в рослині – 500÷1300 мкг/г, Zn – 3000,

Cu – 1600 мкг/г сухої речовини).

Як маркерну ознаку запропоновано криву розподілу вибіркової сукуп-

ності насіння деревної рослини, що бере участь в модельному експерименті,

за індексом корелятивного росту певних показників органів її морфологічної

27

структури. Як індекс корелятивного росту вибрано відношення маси насіння

до об’єму, тобто густоту. Густоту насіння, яке має неправильну форму, вимі-

рювали за допомогою закону Архімеда та аналітичних терезів [2]. Оцінка

рівня коефіцієнта кореляції між масою і об’ємом насіння контрольної росли-

ни дорівнює 0,991 при 5 %-му рівні значущості.

В роботі одержано гістограми і полігони розподілу вибіркової сукуп-

ності насіння A. hippocastanum щодо індекса корелятивного росту в умовах

відносно чистої (контрольний варіант) та техногенно забрудненої (досліджу-

ваний варіант) зон проростання. Емпірично одержані полігони розподілу

значно відрізняються один від одного формою кривої розподілу та статисти-

чними показниками, що характеризують сукупність насіння. При цьому роз-

поділ контрольного насіння наближається до нормального, а досліджуваного

– до істотно зруйнованого нормального.

В сучасних умовах прогресуючого техногенного забруднення довкілля

урбанізованих регіонів існує проблема забезпечення модельних експеримен-

тів контрольними зразками насіння рослин, тобто зразками, одержаними у

чистих зонах проростання. В роботі замість контрольної кривої розподілу

вибіркової сукупності насіння A. hippocastanum за індексом корелятивного

росту запропоновано застосування квазіеталонної кривої. Ця крива може об-

ґрунтовано наближатись до еталонної за рахунок проведення «навчання»,

тобто збору і відповідної обробки інформації щодо розподілу вибіркової су-

купності насіння, одержаного у відносно чистих зонах проростання, за індек-

сом корелятивного росту. У роботі наведено квазіеталонну криву розподілу,

яка характеризується конкретним значенням генеральної середньої і стандар-

тного відхилення генеральної сукупності насіння. Одержану криву сформо-

вано з урахуванням деяких результатів «навчання».

У роботі рівень техногенного забруднення в окремій точці урбанізова-

ного району оцінюють індексом техногенного забруднення ІТЗ = 1 – rЗЧ, де rЗЧ

– коефіцієнт кореляції між кривими розподілу вибіркової сукупності контро-

льного та досліджуваного насіння за індексом корелятивного росту.

Чутливість A. hippocastanum до комбінованої дії ксенобіотиків має за-

безпечувати в інтервалі зміни ІТЗ від 0 до 1 чотири рівня, що відрізняються

один від одного, відповідно до рекомендованих Всесвітньою організацією

охорони здоров’я гранично допустимих концентрацій ксенобіотиків у дов-

кіллі [3].

Тип і рівень ксенобіотиків у довкіллі можна прогнозувати на основі

застосування методів розпізнавання образів, що відповідають конкретним

деформаціям кривих розподілу насіння за індексом корелятивного росту під

впливом техногенного забруднення. Для цього необхідно провести відповід-

не «навчання».

Таким чином, одержані результати досліджень створюють передумови

для подальшого удосконалення методичного забезпечення оцінки стану дов-

кілля з використанням маркерних ознак впливу техногенного забруднення на

деревні рослини на рівні екологічного моніторингу.

28

Література:

1. Серегин И. В., Иванов В. Б. Физиологические аспекты токсического

действия кадмия и свинца на высшие растения // Физиология растений. –

2001. – Т. 48, № 4. – С. 606–630.

2. Кузьмичев В. Е. Законы и формулы физики // Справочник. – К.:

Наук. думка, 1989. – С. 123.

3. Ковальчук П. І. Моделювання і прогнозування стану навколишнього

середовища. – К.: Либідь, 2003. – С. 67.

УДК: 614.7:614.8.026.1.614.76:669.018.674

ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ СОРБЕНТ-

МЕЛІОРАНТІВ ДЛЯ ДЕТОКСИКАЦІЇ ҐРУНТІВ,

ЗАБРУДНЕНИХ ВАЖКИМИ МЕТАЛАМИ

Шевченко О. А.,

Крамарьова Ю. С.,

Дніпропетровська державна

медична академія

В умовах технологічного прогресу пріоритетне значення при організа-

ції заходів з охорони та раціонального використання об’єктів довкілля мають

землі сільськогосподарського призначення, які найчастіше зазнають антро-

погенного впливу. Особливо потужне навантаження припадає на сільського-

сподарські ґрунти урбанізованих територій поблизу промислових підпри-

ємств, автомагістралей, неподалік від місць зберігання промислових відхо-

дів.

Досить поширеними способами детоксикації рухомих форм неорганіч-

них токсикантів, зокрема, важких металів (ВМ), у техногенно забруднених

ґрунтах є меліоративні, спрямовані на хімічне зв’язування їх та перетворення

на малорозчинні сполуки. Відомо, що фітотоксичність ВМ значною мірою

залежить від рухомості їх у ґрунті, адже лише рухомі форми поглинаються

кореневими системами рослин і акумулюються в їхніх тканинах.

Загальновідомим є те, що для зменшення вмісту найнебезпечніших –

рухомих форм ВМ найдієвішим є ефект хімічного осадження, який ба-

зується на внесенні у ґрунт речовин, здатних утворювати у ґрунтовому роз-

чині важкорозчинні солі ВМ. Для практичної реалізації цього ми запропону-

вали новий спосіб хімічного зв’язування рухомих форм ВМ у нерозчинні

сполуки за допомогою сорбент-меліорантів – карбонату калію (K2CO3) та

сульфіду калію (K2S), який було запатентовано та висвітлено у фахових ви-

даннях екологічного напрямку

Проведені нами на протязі трьох років натурні експерименти свідчать

про істотні переваги використання сорбент-меліорантів для детоксикації

29

ґрунтів, забруднених ВМ внаслідок негативної дії промислових відходів. Як

тест-культуру в мікропольових дослідах було використано просо сорту Ми-

ронівське-51. На початку експерименту попередньо штучно забруднювали

ґрунт дослідних ділянок у межах орного шару до 30 см нітратними солями

ВМ з розрахунку 5 ГДК за валовою формою цих металів. Надалі на відповід-

них ділянках рухому водорозчинну форму ВМ перетворювали на нерозчинні

сполуки за допомогою кількох видів сорбент-меліорантів. Як меліоранти ми

використали: органо-мінеральні добрива (ОМД) на основі агримусу з розра-

хунку 1,5 ц/га; крейду з розрахунку 1,5 ц/га; біогумус з розрахунку 1,0 ц/га;

водні суспензії K2S та K2CO3 з розрахунку 150 % кількості, необхідної для

повного хімічного зв’язування катіонів ВМ2+

та переведення їх у нерозчинні

сполуки.

На всіх дослідних ділянках забруднених варіантів у рослин з початко-

вих етапів онтогенезу спостерігався токсикоз, який тривав до збирання вро-

жаю. Проявом токсичного впливу металу на дослідні рослини були хлорози,

некрози, затримка етапів органогенезу в середньому на 3–5 днів, пригнічення

показників росту вегетативних і генеративних органів рослин. Кількість лис-

тків та їх довжина у рослин, вирощених на забруднених варіантах, були

меншими на 27,4–31,3 % та 28,8–31,3 % порівняно з показниками на контро-

льних ділянках. Найбільша кількість листків у рослин проса спостерігалась

на варіантах з внесенням ОМД – 5,73–6,47 шт. на одну рослину, максимальна

довжина – у варіантах з K2CO3, K2S і ОМД. Найістотніше збільшення кілько-

сті листків при максимально можливій їх довжині було на варіантах з вне-

сенням K2CO3 . На варіантах, забруднених ВМ, висота волоті зменшувалась

на 13,8–25,7 %, кількість гілочок майже вдвічі, порівнюючи з контрольним

варіантом. На варіантах ділянок з внесенням K2CO3 , K2S і ОМД рослини

мали найбільшу висоту волоті при максимально можливій кількості гілочок.

Забруднення рухомими формами ВМ істотно впливає також на уро-

жайність. Маса 1000 зерен, одержаних з ділянок забруднених варіантів, була

меншою на 1,5–3,8 % за контроль. Застосування K2CO3, K2S і ОМД сприяло

значному збільшенню маси 1000 зерен, у середньому за 3 роки на 4,5–15,4 %.

Урожайність проса сорту Миронівське-51 знижувалася під токсичним впли-

вом ВМ в середньому на 31,46 %. Найзначніші втрати врожайності спостері-

гались при внесенні кадмію (37,8 %) та свинцю (33,6 %), найменші при за-

брудненні ґрунту цинком (23 %). Внесення у ґрунт відходів акумуляторного

заводу, що містили свинець, призводило до зменшення врожайності зерна

проса порівняно з контрольним варіантом майже на 5,0 ц/га, а також знижен-

ня висоти рослин на 5 см, зменшення колоса на 1,5 см, кількості зерен в ньо-

му на 4,8 шт. і маси 1000 зерен – на 9,4 г.

Внесення меліорантів, за рахунок сукупності механізмів усунення ток-

сичної дії ВМ, зокрема кадмію, сприяло підвищенню врожайності зерна

(таблиця 1). Найбільший приріст урожаю зерна проса забезпечувало внесен-

ня рекомендованих як меліоранти K2CO3 і K2S, а також біогумусу. Ефектив-

ність детоксикуючої дії органічної складової ОМД, на наш погляд, нівелюва-

лась підкислюючим ефектом їхньої мінеральної складової, що сприяла під-

30

вищенню рухомості ВМ у ґрунті. Незначний приріст урожаю на варіантах з

крейдою ймовірно був зумовлений недостатньою кількістю її внесення

(1,5 ц/га) та слабкою розчинністю в нейтральних ґрунтах.

Важливим гігієнічним фактором при вирощуванні рослинної сільсько-

господарської продукції на відновлених ділянках, поряд з її нешкідливістю

для людини за вмістом токсичних речовин, є збереження харчової цінності.

Як свідчать результати досліджень (таблиця 2), вміст поживних елементів –

фосфору, нітратів та білка у зерні проса прямо залежав від накопичення

ними ВМ.

Таблиця 1 Вміст кадмію в зерні та урожайність проса сорту

Миронівське-51 на ділянках із застосуванням та

без застосування сорбент-меліорантів №

п/п

Варіант Вміст ВМ, мг/кг Урожайність, ц/га

Cd Pb Zn

роки

2001 2002 2003 серед-

ня

1 Контроль 0,037 0,30 16,4 10,9 13,2 20,2 14,8

2 Cd 0,83 0,17 15,4 5,2 9,1 13,2 9,2

3 Cd + ОМД 0,42 0,26 15,6 7,1 11,0 17,1 11,7

4 Cd + біогу-

мус

0,40 0,25 15,7 8,3 11,3 18,4 12,7

5 Cd + крейда 0,38 0,24 15,8 8,9 12,4 18,6 13,3

6 Cd + K2CO3 0,18 0,27 16,4 10,1 12,8 19,2 14,0

7 Cd + K2S 0,16 0,28 16,5 9,9 12,5 18,3 13,6

НІР0,95 0,35–0,60 0,01 0,23–0,37 0,3 0,5 0,9 –

Р, % 0,87–1,50 0,98–1,15 0,43–0,68 1,29 1,28 1,60 –

Таблиця 2 Вплив ВМ і меліорантів на якість зерна проса

сорту Миронівське-51

Варі-

ант

Білок,

%

Жир,

%

Крох-

маль,

%

Клітко-

вина,

%

NO3–,

мг/кг

Р2О5,

%

К2О,

%

Забруднення Cd

1 7,0 4,88 42,3 3,22 24,9 0,660 0,325

2 7,42 5,03 45,8 3,18 27,3 0,703 0,325

3 7,32 4,46 44,4 3,30 25,0 0,673 0,325

4 7,30 4,82 46,3 3,21 24,0 0,664 0,325

5 7,25 4,95 45,1 3,09 23,5 0,658 0,325

6 7,22 5,15 44,0 3,16 22,8 0,669 0,325

7 7,32 5,10 43,3 3,18 22,2 0,660 0,325

НІР0,95 0,16–

0,22

0,02–0,18 0,8–0,9 0,04–0,06 0,9–1,3 0,006–0,007 0,001–

0,002

Р, % 0,66–

0,91

0,14–1,11 0,56–0,60 0,34–0,56 1,18–1,61 0,27–0,31 0,11–0,18

* Номери варіантів аналогічні таблиці 1.

31

Була встановлена також достовірна залежність підвищення вмісту біл-

ка в зерні проса сорту Миронівське-51, одержаного з ділянок з меншою вро-

жайністю за рахунок їх забруднення ВМ. Між вмістом жиру, крохмалю і

клейковини в зернах, одержаних з контрольних і забруднених варіантів, не

вдалося простежити будь-якої залежності.

Аналіз усієї сукупності даних, одержаних при вивченні впливу сор-

бент-меліорантів на показники рослинної продукції з ділянок, забруднених

найпоширенішими складовими промислових відходів – важкими металами,

дав можливість зробити таке узагальнення: внесення в техногенно забрудне-

ний ґрунт запропонованих сорбент-меліорантів забезпечує зменшення ток-

сичного впливу ВМ на рослинний організм, підвищує врожайність культури,

зберігаючи при цьому харчову цінність одержаної продукції. Порівняння різ-

них варіантів (контрольних, забруднених кадмієм) і варіантів з проведенням

детоксикації дало можливість встановити, що під впливом сорбент-

меліорантів відбувається зменшення вмісту в ґрунті рухомих форм ВМ май-

же до рівня контрольних, що дає можливість одержувати навіть на забрудне-

ному ґрунті екологічно чисту продукцію, яка буде відповідати чинним сані-

тарно-гігієнічним вимогам.