Оценка степени токсичности почв урбоземов методом фитотестирования на примере г. Улан-Удэ

Введение . Основной задачей урбоэкологии является повышение качества жизни населения, создание привлекательного образа города путем экологиизации и экореставрации среды обитания. В качестве основного направления в решении данной задачи является достижение экологического равновесия между природной и антропогенной средой. При этом не должно происходить нарушение условий репродуктивности основных абиотических элементов геосферы, а также возможна сукцессия биотических компонентов [1, 2].

В современном городе достижение идеального экологического равновесия – задача весьма проблематичная, поскольку функциональное зонирование городской застройки не в состоянии обеспечить его в полном объеме. В свою очередь, зеленые насаждения и леса города, выполняя базовые экологические и эстетические функции, должны стать основным противовесом негативному воздействию урбанизации. Все это становится возможным при условии комплексного подхода к формированию зеленых насаждений, которые должны представлять собой единую систему, проникающую во все планировочные структуры города, взаимосвязанные с элементами естественных зеленых массивов.

Санитарно-экологическая эффективность зеленых зон города основана на физиологических, морфологических и экологических особенностях растений. Однако растительность в городе испытывает постоянную нагрузку в виде отрицательного физического, химического и биологического воздействия. Особую роль для роста и развития растений играет почва. В современных урбосистемах почва настолько трансформирована, что зачастую является ингибитором роста и развития растений за счет накопления в ней различных токсикантов. В этой связи особое внимание должно уделяться изучению способов естественной биоремедиации и разработке методов рекультивации загрязненных почв с целью восстановления их продуктивности. Успешное решение данной задачи во многом зависит от оценки степени загрязнения почв [3–5].

Цель исследований . Оценка фитотоксичности урбоземов города Улан-Удэ.

Объекты и методы исследований . В качестве объектов исследований были использованы: почвенные образцы крупных объектов озеленения и территории города с наиболее интенсивной техногенной нагрузкой: парк им. Орешкова, Парк железнодорожников, сквер «Молодежный», сквер «Студенческий», сквер им. Ленина и район Кирзавода; тест-культуры: салат посевной (Lactuca sativa), астра однолетняя (Сallistephus chinensis (L.) Nees ), бархатцы прямостоячие ( Tagetis erecta (L.) ), кохия веничная ( Kochia scoparia (L.) ). Салат посевной был выбран в качестве тестового растения, так как обладает повышенной чувствительностью к загрязнению почвы, воздуха газообразными выбросами автотранспорта. Этот биоиндикатор отличается быстрым прорастанием семян и почти стопроцентной всхожестью, которая заметно уменьшается в присутствии загрязнителей. Цветочные культуры как тест-объекты были выбраны ввиду их широкого применения в озеленении города (табл. 1).

Отбор почвенных образцов производился в соответствии с ГОСТ 17.4.3.01-83 и ГОСТ 17.4.4.02-84. Масса объединенной пробы составляла один килограмм. В процессе транспортировки и хранения образцов были соблюдены меры по недопущению их загрязнения. В каждой пробе почвы конверта отбиралось по 0,2 кг почвы с глубины 20 см. Перед исследованием пробы почвы были усреднены согласно общепринятой методике.

Сроки подсчета энергии прорастания и лабораторной всхожести

Таблица 1

Культура	Энергия прорастания, сут	Лабораторная всхожесть, сут
Салат посевной	4	10
Астра однолетняя	3	10
Бархатцы прямостоячие	3	10
Кохия веничная	6	12

Для оценки фитотоксичности почвы образцы помещались в лабораторные сосуды. Тестовые культуры высевались по 100 семян в четырехкратной повторности для определения посевных качеств семян (лабораторная всхожесть, энергия прорастания) и начального органогенеза сеянцев (табл. 2).

Токсичность почв определялась по международному стандарту ISO 11269-1.

Результаты исследований и их обсуждение

Таблица 2

Влияние почвенных образцов на посевные качества семян и органы проростков салата посевного

Объект озеленения	Энергия прорастания, %	Лабораторная всхожесть, %	Высота стебля, см	Длина корня, см	Степень токсичности почвы (Т), %
Парк железнодорожников	32,9	66,2	3,9	1,4	17,2
Сквер им. Ленина	26,8	60,0	2,8	0,9	25,0
Сквер «Молодежный»	21,9	57,4	2,0	1,0	28,2
Парк им. Орешкова	18,6	42,7	1,6	0,5	46,6
Сквер «Студенческий»	16,7	40,0	1,2	0,7	50,0
Р-н Кирзавода	13,6	35,3	1,1	0,3	55,9

Из таблицы 2 видно, что наибольшей токсичностью обладают почвы на территории Кирзавода, на этих почвах отмечается наименьшее количество проросших семян (всхожесть 35,3 %), низкие значения энергии прорастания (13,6 %), длины первичных корешков (0,3 см) и высоты сеянцев (1,1 см). Наименее токсичными были почвы в Парке железнодорожников; так, энергия прорастания была равна 32,9 %, всхожесть – 66,2 %, длина первичных корешков – 3,9 см, высота сеянцев – 1,4 см.

Влияние почвенных образцов на посевные качества семян и органы проростков бархатцев прямостоячих

Таблица 3

Влияние почвенных образцов на посевные качества семян и органы проростков астры однолетней

Объект озеленения	Энергия прорастания, %	Лабораторная всхожесть, %	Высота стебля, см	Длина корня, см	Степень токсичности почвы (Т), %
Парк железнодорожников	30,6	73,0	2,2	0,8	18,0
Сквер им. Ленина	43,3	84,0	2,0	0,5	6,6
Сквер «Молодежный»	25,2	64,0	1,9	0,7	28,8
Парк им. Орешкова	35,0	72,0	1,6	0,6	20,0
Сквер «Студенческий»	10,0	51,0	1,2	0,4	43,3
Р-н Кирзавода	0	0	0	0	100

Таблица 4

Объект озеленения	Энергия прорастания, %	Лабораторная всхожесть, %	Высота стебля, см	Длина корня, см	Степень токсичности почвы (Т), %
Парк железнодорожников	63,0	89,3	4,4	2,7	0,7
Сквер им. Ленина	62,6	88,4	4,3	3,0	1,7
Сквер «Молодежный»	34,8	81,1	4,1	3,1	9,8
Парк им. Орешкова	27,5	76,6	3,7	2,1	14,8
Сквер «Студенческий»	21,0	63,1	1,5	1,6	29,8
Р-н Кирзавода	0	0	0	0	100

Таблица 5

Влияние почвенных образцов на посевные качества семян и органы проростков кохии веничной

Объект озеленения	Энергия прорастания, %	Лабораторная всхожесть, %	Высота стебля, см	Длина корня, см	Степень токсичности почвы (Т), %
Парк железнодорожников	24,8	76,4	1,8	1,4	4,5
Сквер им. Ленина	21,4	71,5	1,4	0,5	10,6
Сквер «Молодежный	33,9	77,8	1,9	1,8	2,7
Парк им. Орешкова	38,1	79,2	2,4	1,4	1,0
Сквер «Студенческий»	12,4	63,1	1,0	0,5	21,1
Р-н Кирзавода	0	0	0	0	100

Согласно данным таблиц 2–4, исследуемые почвенные образцы оказали различное влияние на тест-культуры. Так, по астре однолетней наименьшая степень токсичности наблюдается в образце, взятом на объекте сквер им. Ленина (6,6 %), а наибольшая – р-н Кирзавода (100 %). Минимальная степень токсичности по бархатцам прямостоячим наблюдалась в Парке железнодорожников (0,7 %), максимальная – р-н Кирза-вода (100 %). По кохии веничной наименьший показатель токсичности был отмечен в парке им. Орешкова (1,0 %), наибольший – р-н Кирзавода (100 %).

В целом по цветочным культурам наблюдается допустимая степень токсичности (Т ≤ 20) в образцах, отобранных на следующих объектах озеленения: Парк железнодорожников, сквер им. Ленина, парк им. Орешкова; токсичные образцы (Т 20–50): сквер «Молодежный» и сквер «Студенческий»; сильно токсичный (Т ≥ 50): р-н Кирзавода.

Степень токсичности почвенных образцов на одном объекте по тест-культурам не одинакова, что можно объяснить различной степенью толерантности к почвенному загрязнению.

Заключение. Данные фитотоксичности почв необходимо учитывать при создании объектов озеленения, особенно на стадии формирования ассортимента растений, отдавая предпочтение культурам, наиболее устойчивым к загрязнению окружающей среды. Полученные результаты можно использовать при проведении мероприятий по снижению фитотоксичности почв и модернизации системы зеленых насаждений города.