Содержание металлов в однолетней хвое сосны обыкновенной в условиях Липецкого промышленного центра

Древесные растения в техногенных условиях являются эффективным средством снижения загрязнения всех компонентов природной среды (Кулагин, 1974; Smith, 1981; Hoffmann, Gronlberg, 1990; Ярмишко, 1997). При этом хвойные насаждения имеют преимущество, так как способны круглогодично выполнять роль фитофильтра за счет многолетней хвои. Многие хвойные, например сосна обыкновенная, характеризуются высокой газопоглотительной способностью (Гетко и др., 1978; Зайцев, Кулагин, 2006; Кулагин, Зайцев, 2008).

Действие промышленного загрязнения на прямую сказывается на ассимиляционный аппарат древесных растений, что проявляется в первую очередь на содержание техногенных металлов в органах растений. В пределах Липецкой области не проводились подробные работы по изучению содержания металлов в различных органах древесных растений.

ОБЪЕКТ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

С целью изучения эколого-биологических особенностей и адаптивных реакций сосны обыкновенной на действие промышленного загрязнения проведено изучение содержания металлов в однолетней хвое в течение вегетационного периода. Объект исследования – насаждения сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.), произрастающие в условиях Липецкого промышленного центра. Пробные площади были заложены на территории Грязинского лесничества (Липецкий промышленный центр). Пробные площади располагались в непосредственной близости от Ново-Липецкого металлургического комбината (НЛМК) (район агломерационной фабрики) и Липецкой ТЭЦ-2, в качестве относительного контроля были заложены пробные площади в 17,5 км к северу от НЛМК (окрестности с. Капитанщино). Все пробные площади располагались в одновозрастных насаждениях (возраст 40 и более лет).

Для изучения особенностей накопления металлов в хвое сосны каждый месяц в течение вегетационного периода (май-август) отбирали однолетнюю хвою. Содержания металлов определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии (Пупышев, 2009) на атомно-абсорбционном спектрометре «СПЕКТР-5» (Со- юзцветметавтоматика, Россия). Определяли содержание следующих металлов – медь, цинк, свинец, кадмий, никель и кобальт.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБСУЖДЕНИЕ

Исследования показали (рис. 1-6), что содержание всех изученных металлов в хвое в условиях загрязнения выше, чем в контроле. Содержание меди в однолетней хвое в условиях загрязнения в 1,63-2,23 раза выше по сравнению с контролем (рис. 1) и колеблется в пределах 5,106-8,569 мг/кг в условиях загрязнения и 3,1254,250 мг/кг в контроле.

Содержание цинка изменяется незначительно, в мае и июне содержание в условиях загрязнения выше в 1,08-1,18 раз по сравнению с контролем, в июле и августе содержание цинка незначительно выше в контроле (рис. 2). Содержание данного металла в условиях загрязнения колеблется в пределах 23,281-26,953 мг/кг, в контроле – в пределах 21,650-27,153 мг/кг.

Cu

■ Загрязнение

□ Контроль

ф s X го I ф

llll

Zn

Май       Июнь       Июль Август

Рис. 2. Содержание цинка в однолетней хвое сосны обыкновенной в условиях

Липецкого промышленного центра

Май

Июнь

Июль      Август

Рис. 1. Содержание меди в однолетней хвое сосны обыкновенной в условиях Ли-

пецкого промышленного центра

Содержание свинца в хвое в условиях загрязнения выше в 3,38-19,70 раз по сравнению с контролем (рис. 3) и колеблется в пределах 2,355-2,750 мг/кг в условиях загрязнения и 0,137-0,813 мг/кг в контроле.

Содержание кадмия в хвое в условиях загрязнения выше в 1,24-3,00 раз по сравнению с контролем (рис. 4) и колеблется в пределах 0,062-0,200 мг/кг в условиях загрязнения и 0,050-0,112 мг/кг в контроле.

Pb

2,5

1,5

1 о

0,5

Cd

I 111  00,,0001,,5152 llll

Май     Июнь     Июль     Август           0 ■I—^--—1—^--—1—^--—1—^--—1

Май

Июнь

Июль

Август

0,2

Май         Июнь        Июль        Август

Рис. 3. Содержание свинца в однолетней хвое сосны обыкновенной в условиях Липецкого промышленного центра

Рис. 4. Содержание кадмия в однолетней хвое сосны обыкновенной в условиях

Липецкого промышленного центра

Содержание никеля в хвое в условиях загрязнения выше в 1,61-3,46 раз по сравнению с контролем (рис. 5) и колеблется в пределах 1,063-2,100 мг/кг в условиях загрязнения и 0,356-0,112 мг/кг в контроле.

Рис. 5. Содержание никеля в однолетней хвое сосны обыкновенной в условиях Липецкого промышленного центра

Май

Июнь         Июль         Август

Рис. 6. Содержание кобальта в однолетней хвое сосны обыкновенной в условиях Липецкого промышленного центра

Содержание кобальта в хвое в условиях загрязнения выше в 2,20-4,39 раз по сравнению с контролем (рис. 6) и колеблется в пределах 0,798-1,625 мг/кг в условиях загрязнения и 0,188-0,484 мг/кг в контроле.

Несмотря на высокое содержание металлов в однолетней хвое сосны в условиях загрязнения не отмечаются отставания в её росте (как по длине, так и по массе) в течение вегетационного периода (Дубровина, Зайцев, 2015). Это может свидетельствовать о том, что однолетняя хвоя сосны обыкновенной способна поглощать большое количество металлов без ущерба для собственного развития и тем самым очищать окружающую среду от данных загрязнителей (металлов) и позволяет сосне обыкновенной успешно выполнять средостабилизирующую роль.