Оценка изменения активности пероксидазы и содержания фотосинтетических пигментов хвои ели сибирской (Picea obovata) на территории Парка Победы г. Перми

Изменение активности пероксидазы и содержания фотосинтетических пигментов древесных растений может служить индикатором загрязнения воздуха на урбанизированных территориях и позволяет оценить уровень антропогенного влияния в зависимости от близости источников загрязнения. Под влиянием неблагоприятных воздействий среды происходит активирование пероксидазы - одного из ключевых ферментов в формировании и развитии защитных реакций в растительной клетке, обеспечивающего нормальный ход окислительных процессов [1]. Изменение пигментного состава растений под влиянием промышленных газов наблюдается в снижение уровня зеленых пигментов - хлорофилла а и в большей степени хлорофилла Ь, возрастание относительной доли хлорофилла а / хлорофилла Ь, повышение фотосинтетической способности хвои [5]. Кроме непосредственно содержания пигментов (хлорофиллов, каротиноидов) важным для анализа состояния окружающей среды являются соотношение и сумма пигментов (хлорофиллов и каротиноидов). Например, влияние промышленных газов приводит к уменьшению содержания хлорофилла а [6]. Каротиноиды используют в качестве биохимических маркеров стрессового состояния растений [8].

Целью данной работы оценить изменение пероксидазной активности и содержания фотосинтетических пигментов в хвое ели сибирской на участках с разной антропогенной нагрузкой на территории парка Победы г. Перми по данным на 2017 и 2018 год.

Парк Победы фактически представляет собой лесной массив площадью 43 га. Парк находится в зоне влияния ряда предприятий Индустриального района. Основным источником выбросов вредных веществ является Осенцовский промышленный узел с крупными предприятиями химической промышленности - ООО «Лукойл-Пермнефтеоргсинтез нефтепереработка» (4,76 км к юго-западу от парка), АО «Сибур-Химпром» (8,70 км к юго-юго-западу), «Энергонефтересурс» (производство технических масел) (3,89 км к юго-западу); теплоэнергетики ТЭЦ - 9 (4,36 км к юго-западу), строительной промышленности - ООО «Уральский бетонный завод» (3,84 км к юго-западу) и ряд других более мелких предприятий. Локальными источниками загрязнения парка являются ООО «Гипсополимер», расположенное в 630 метрах к востоку от парка в Свердловском районе города, автозаправочная станция (АЗС), расположенная на пересечении улиц Карпинского и Архитектора Свиязева, а также интенсивное движение автотранспорта по улицам Свиязева, Леонова и Карпинского.

На территории парка Победы с февраля 2017 года началось строительство зоопарка, которое ведется на площади 25 га в западной части парка.

Для исследования были выбраны 3 участка, на которых сохранилась возможность проводить исследования, после начала строительства. Ранее исследования велись на 11 участках на территории парка [2-4]. Участки 8 и 9 расположены в северовосточной части парка. Участок 9 на северовосточном углу парка, участок 8 в 100 м юго-западнее. Участок 11 расположен в юго-восточном углу парка. Господствующее направление ветров юго-западное и южное.

Отбор проб хвои производился в июне 2018 года. Определение активности пероксидазы проводилось по методу Бояркина [1], количественное определение фотосинтетических пигментов расчетным методом по

результатам фотометрирования спиртовой вытяжки при трех длинах волн [7].

Ранее экспресс-метод оценки загрязненного воздуха по комплексу морфометрических показателей хвои, оценка биометрических показателей шишек [2], результаты определения фотосинтетических пигментов и аскорбиновой кислоты [3], а также ферментативной активности в хвое [4], показали, что наиболее чистый воздух на участках 6, 5, 7 (расположенных в центре парка), наиболее загрязненный воздух был отмечен на участках 1,3, 9, 11 (расположенных на юго-западной окраине, кроме участка 9).

Из данных таблицы 1 видно, что фотосинтетическая активность мало изменилась в сравнение данных 2017 и 2018 годов. Так изменение содержания хлорофилла «а», «Ь» и каротиноидов в основном не превысило значения доверительного интервала. Незначительно увеличение содержания хлорофилла b отмечено на участках 9 и 11.

Таблица 1

Содержание фотосинтетических пигментов, мг/г

Участок	март 2017			июнь 2018
	Хлорофилл а	Хлорофилл b	Каротиноиды	Хлорофилл а	Хлорофилл b	Каротиноиды
8	1,2±0,2	0,4±0Д	0,5±0,0	1Д±0,2	0,3±0,2	0,5±0Д
9	1Д±0Д	0,4±0,0	0,5±0Д	1,4±0,2	0,5±0,0	0,7±0Д
11	0,9±0Д	0,2±0,0	0,4±0Д	1,0±0Д	0,3±0,0	0,5±0,0

По данным таблицы 2 видно, что произошло уменьшение соотношения хлорофиллов и увеличение соотношение хлорофиллов на участках 8 каротиноидов на трех участках, что говорит об и 9, суммы хлорофиллов на участках 9 и 11, а также усилении антропогенного воздействия.

Таблица 2

Соотношение и пигментов

Участок март 2017 июнь 2018 Хлорофилл а / Хлорофилл b Хлорофилл а + Хлорофилл b Хлорофиллы / Каротиноиды Хлорофилл а / Хлорофилл b Хлорофилл а + Хлорофилл b Хлорофиллы / Каротиноиды 8 3,0 1,6 ЗД 3,2 1,4 2,7 9 2,7 1,5 3,2 3,0 1,9 2,9 11 3,8 1,2 2,8 3,2 1,4 2,7 югу от зоны строительства, рядом с жилыми домами), а также на участке 8 (расположенном в 150 м от границы строительства зоопарка).

Активность пероксидазы представленная в таблице 3, изменилась существенно, наибольшее изменение отмечено на участке 11 (расположенном к

Таблица 3

Результаты исследования пероксидазной активности, ед. опт, плотности/схг сырой массы

Участок	май 2017	июль 2018
8	0,5±0,0	1,3±0Д
9	1,0±0Д	1,2±0Д
11	0,7±0,0	6,8±1,2

Выводы. За сравниваемый период 2017 и 2018 год, показатели содержания фотосинтетических пигментов изменились не значительно. Однако на всех трех участках увеличилось относительное содержание каротиноидов. Активность пероксидазы возросла на участках расположенных рядом с зоной строительства зоопарка (участок 8 и 11), и жилыми домами (участок 11). Все выше перечисленное говорит об усилении антропогенного воздействия.