Спорово-пыльцевой спектр воздуха г. Каракол за 2016 год

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

УДК 575.224 504.53.054                             

Качество городской среды зависит от экосистем внутри, вокруг и далеко вне границ города [1, 2]. И в этом контексте, аэробиологический мониторинг дает возможность изучать современную флору города, т. е. состав растительности в данный период и на данной местности. Пыльца растений и споры грибов вызывают озабоченность как фактор, провоцирующий сезонную аллергию — поллиноз. Цель исследований — контроль качественного и количественного состава пыльцевого дождя, изучение закономерностей его формирования, особенностей сезонной динамики пыления отдельных таксонов. Данные эти будут использованы для оценки риска аллергенных заболеваний; заболеваний сельскохозяйственных растений, дают информацию об общей картине озеленения города Каракол.

Материалы и методы

Исследования проводились волюметрическим методом с помощью сертифицированного аппарата Lanzoni S. r. l., модели VPPS 2010. Пыльцевая ловушка размещена на крыше здания в г. Каракол, вдали от парковых зон и промышленных предприятий, на высоте 13 метров над уровнем земли. Сбор материала осуществлялся весь вегетационный период — с марта по сентябрь.

Подсчет пыльцевых зерен и спор грибов из аэробиологических образцов, их идентификация ведется по стандартной методике [3, 4]. Идентификация пыльцевых зерен производилась в основном до рода или семейства. С целью их определения использовались определители, атласы [5, 6]. Для идентификации спор грибов использовались определитель грибов-фитопаразитов, атлас аллергенных спор и специально разработанный определитель, основанный на дихотомическом ключе [7–9]. Для всех идентифицированных таксонов пыльцы и спор определяются начало и окончание периодов пыления и их максимальные значения.

Результаты и их обсуждение

В 2016 г. годовой подсчет идентифицированной пыльцы составлял 66799 п. з./см2 (%), а спор — 98541 с. г./см2 (%) (Таблицы 1 и 2). Сезонные вариации в содержании аэроаллергенов в г. Каракол за 2016 г. отражают следующие значения: абсолютный максимум пыльцы в воздухе наблюдался в июне (23%) и июле (41%) (Таблица 1). По данным 2016 г., максимальный количественный состав спор грибов был зафиксирован в июне (33,4%) и июле (38%).

Спорово-пыльцевой спектр 2016 г. обусловлен пыльцой 14 таксонов: березы, ивы, дуба, тополя, липы, сосны, ели, кипарисовых, полыни, злаковых, маревых, коноплевых, осоковых, астровых.

В 2016 г. в воздухе присутствовала пыльца 32 таксонов растений и 18 таксонов спор грибов: пыльца 27 таксонов покрытосеменных (Angiospermae): 15 таксонов древеснокустарниковых растений, 12 таксонов трав, 5 таксонов голосеменных (Gymnospermae), относящихся к классу хвойных (Pinopsida), а также 13 таксонов спор грибов, относящихся к типу несовершенных грибов ( Deuteromycetes), 5 таксонов спор из типа совершенных грибов (Coniophoraceae, Ustilaginomycetes, Pucciniaceae и Tilletiaceae) (Таблицы 1 и 2).

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 8. №4. 2022 Таблица 1 КАЧЕСТВЕННЫЙ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ПЫЛЬЦЫ РАСТЕНИЙ г. КАРАКОЛ ЗА 2016 г. № Названия таксонов 2016 г. Максимальное число Всего п. з./см2 % за декаду Пыльца деревьев 1 Береза (Betula sp.) 2093 2,3% 1504 (3-я дек. 04) 2 Ива (Salix sp.) 1412 1,5% 1400 (3-я дек. 04) 3 Дуб (Quercus sp.) 961 1,05% 947 (3-я дек. 04) 4 Тополь (Populus sp.) 605 0,7% 546 (3-я дек. 04) 5 Липа (Tilia sp.) 525 0,6% 172 (1-я дек. 06) 7 Клен (Acer sp.) 215 0,2% 177 (3-я дек. 04) 8 Шиповник (Rosa sp.) 99 0,1% 92 (3-я дек. 04) 9 Буковые (Fagaceae) 80 0,08% 78 (2-я дек. 05) 10 Ясень (Fraxinus sp.) 19 0,02% 13 (3-я дек. 04) 11 Орех (Juglans sp.) 16 0,01% 10 (3-я дек. 04) 12 Орешник (Corylus sp.) 3 0,03% 3 (3-я дек. 04) 13 Ольха (Alnus sp.) 1 0,001% 1 (3-я дек. 04) 14 Шелковица (Morus sp.) 1 0,001% 1 (2-я дек. 05) 15 Вяз (Ulmus sp.) 1 0,001% 1 (1-я дек. 05) 16 Сосна (Pinus sp.) 16002 17,5% 4259 (1-я дек. 05) 17 Ель (Picea sp.) 1026 1,1% 283 (2-я дек. 06) 18 Кипарисовые (Cupressaceae) 1006 1,1% 275 (3-я дек. 05) 19 Пихта (Abies sp.) 72 0,07% 44 (1-я дек. 05) 20 Лиственница (Larix sp.) 18 0,01% 11 (3-я дек. 04) Всего пыльцы деревьев (20 таксонов) 24155 26,44% Пыльца трав 1 Полынь (Artemisia sp.) 37285 40,8% 19301 (3-я дек. 07) 2 Злаковые (Poaceae) 19325 21,1% 7170 (2-я дек. 06) 3 Маревые (Chenopodiaceae) 4051 4,4% 1326 (1-я дек. 08) 4 Коноплевые (Cannabaceae) 2814 3,08% 1049 (3-я дек. 07) 5 Осоковые (Cyperaceae) 1625 1,8% 480 (2-я дек. 07) 6 Астровые (Asteraceae) 807 0,9% 226 (1-я дек. 06) 7 Зонтичные (Apiaceae) 445 0,5% 109 (2-я дек. 06) 8 Подорожник (Plantago sp.) 336 0,4% 190 (2-я дек. 07) 9 Бобовые (Fabaceae) 102 0,1% 88 (2-я дек. 07) 10 Крапивные (Urticaceae) 6 0,006% 5 (1-я дек. 07) 11 Эфедра (Ephedra L.) (Хвойниковые, Ephedraceae) 2 0,002% 2 (1-я дек. 06) 12 Яснотковые (Lamiaceae) 1 0,001% 8 (3-я дек. 06) Всего пыльцы трав (12 таксонов) 66799 73,08% Неопределенные таксоны 227 0,25% Поврежденные пыльцевые зерна 206 0,23% Всего 91387 100%

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 8. №4. 2022 Таблица 2 КАЧЕСТВЕННЫЙ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ СПОР ГРИБ г. КАРАКОЛ за 2016 г. № Наименование таксонов 2016 г. Максимальное число Всего с. г. /см2 % за декаду 1 Кладоспорий (Cladosporium, Deuteromycetes) 45160 45,8 12266 (2-я дек. 06) 2 Альтернария (Alternaria, Deuteromycetes) 26476 26,9 5122 (2-я дек. 07) 3 Фузарий (Fusarium, Deuteromycetes) 14081 14,3 1867 (1-я дек. 07) 4 Серпула (домовый гриб) (Serpula, Coniophoraceae) 3775 3,83 783 (3-я дек. 07) 5 Ботритис (Botrytis, Deuteromycetes) 2638 2,7 501 (3-я дек. 07) 6 Устилаго (Ustilago, Ustilaginaceae) 2056 2,1 535 (3-я дек. 07) 7 Гельминтоспорий (Helminthosporium, Deuteromycetes) 1238 1,25 316 (3-я дек. 04) 8 Стемфилий (Stemphylium, Deuteromycetes) 763 0,77 222 (3-я дек. 07) 9 Дрехслера (Drechslera, Deuteromycetes) 616 0,6 146 (2-я дек. 07) 10 Торула (Torula, Deuteromycetes) 392 0,4 143 (3-я дек. 07) 11 Пукциния (ржавчинный гриб) (Puccinia, Pucciniaceae) 198 0,2 71 (3-я дек. 07) 12 Эпикоккум (Epicoccum, Deuteromycetes) 191 0,2 38 (1-я дек. 07) 13 Политринций (Polythrincium, Deuteromycetes) 177 0,17 70 (3-я дек. 07) 14 Авреобазидий (Aureobasidium, Deuteromycetes) 167 0,17 71 (2-я дек. 07) 15 Курвулария (Curvularia, Deuteromycetes) 104 0,1 54 (3-я дек. 07) 16 Тиллеция (вонючая головня) (Tilletia, Tilletiaceae) 79 0,08 38 (2-я дек. 07) 17 Сороспорий (Sorosporium, Ustilaginaceae) 23 0,02 22 (1-я дек. 06) 18 Фома (Phoma, Deuteromycetes) 1 0,001 1 (3-я дек. 07) 19 Неопределенные таксоны 406 0,4 Всего (18 таксонов) 98541 100%

В 2016 году в воздухе г. Каракол присутствовала пыльца следующих таксонов:

• –    березы — с 4 апреля по 22 мая (49 дней). Максимальное суточное число — 385 (23 апреля), всего за сезон — 2093 п. з. /см²;

• –    ивы — с 8 апреля по 5 мая (28 дней). Максимальное суточное число — 363 (25 апреля), всего за сезон — 1412 п. з./см²;

• –    дуба — с 9 апреля по 7 мая (29 дней). Максимальное суточное число — 378 (30 апреля), всего за сезон — 961 п. з./см²;

• –    тополя — с 9 апреля по 9 мая (31 день). Максимальное суточное число — 255 (30 апреля), всего за сезон — 605 п. з./см²;

• –    липы — с 5 мая по 18 июня (44 дня). Максимальное суточное число — 89 (17 июня), всего за сезон — 525 п. з./см²;

• –    сосны — с 17 апреля по 3 августа (108 дней). Максимальное суточное число — 3636 (12 июня), всего за сезон — 16002 п. з./см²;

• –    ели – с 26 апреля по 23 июль (88 дней). Максимальное суточное число – 122 (30 мая), всего за сезон – 1026 п. з./см²;

• –    кипарисовых — с 16 апреля по 11 августа (117 дней). Максимальное суточное число — 142 (22 мая), всего за сезон — 1006 п. з./см²;

• –    полыни — с 12 мая по 25 октября (166 дней). Максимальное суточное число — 5230 (27 июля), всего за сезон — 37285 п. з./см²;

• –    злаковых — с 5 мая по 23 октября (171 день). Максимальное суточное число — 3598 (12 июня), всего за сезон — 19325 п. з./см²;

• –    маревых — с 15 мая по 11 октября (149 дней). Максимальное суточное число — 335 (27 июля), всего за сезон — 4051 п. з./см²;

• –    коноплевых — с 23 мая по 23 сентября (153 дня). Максимальное суточное число — 306 (25 июля), всего за сезон — 2814 п. з./см²;

• –    осоковых — с 13 июня по 11 августа (89 дней). Максимальное суточное число — 150 (1 июля), всего за сезон — 1625 п. з./см²;

• –    астровых — с 13 мая по 13 октября (153 дня). Максимальное суточное число — 98 (7 июня), всего за сезон — 807 п. з./см².

Среди спор грибов по количественному составу преобладали споры 9 таксонов (Таблица 2):

• –    кладоспория, суточный максимум — 4485 (17 июня), всего — 45160 с. г./см²;

• –    альтернарии, суточный максимум — 2376 (22 июня), всего — 26476 с. г./см²;

• –    фузария, суточный максимум — 1387 (15 мая), всего — 14081 с. г./см²;

• –    серпулы, суточный максимум — 401 (17 августа), всего — 3775 с. г./см²;

• –    ботритиса, суточный максимум — 280 (12 августа), всего — 2638 с. г./см²;

• –    устилаго, суточный максимум — 229 (19 июля), всего — 2056 с. г./см²;

• –    гельминтоспория, суточный максимум — 178 (27 апреля), всего — 1238 с. г./см²;

• –    стемфилия, суточный максимум — 131 (11 августа), всего — 763 с. г./см²;

• –    дрехслера, суточный максимум — 79 (30 июня), всего — 616 с. г./см².

Последовательность и сроки присутствия таксонов пыльцы и спор в 2016 г. с учетом ее максимальных суточных значений и суммарных количеств (с учетом неопределенных таксонов и поврежденных пыльцевых зерен) (Рисунки 1, 2):

Апрель. Уровень пыльцы в этом месяце незначительный. С 1-й декады на слайдах ловушки Ланзони регистрировались пыльцевые зерна тополя, ивы. Со 2-й декады апреля начали регистрироваться пыльца березы, дуба, клена, сосны, кипарисовых, лиственницы. В 3-й декаде выпали пыльцевые зерна шиповника, орешника, ели, пихты, единичные зерна ольхи. Всего выпало 7600 п. з./см², что составило 31% от всей пыльцы деревьев. В аэромикологическом спектре с 1-й декады апреля фиксируются споры кладоспория и альтернарии. Во 2-й декаде появляются единичные споры гельминтоспория, максимальное количество которого за декаду сезона выпало в 3-й декаде апреля (316 с. г./см²). В 3-й декаде определяются споры серпулы. Всего за месяц выпало 1753 с. г./см², что составило 1,8%. Содержание пыльцы растений в воздухе за апрель составило 8,3% от суммарного годового подсчета.

Май. С 1-й декады мая начали регистрироваться пыльцевые зерна липы, единичные зерна ореха и вяза. Пылят береза, ива, дуб, тополь, липа, клен, шиповник, орех. В 1-й декаде в воздухе зарегистрировано максимальное число пыльцы сосны. На слайдах этого периода уже определяется пыльца злаковых и астровых (кроме полыни).

Со 2-й декады мая на ленту ловушки начали выпадать зерна буковых, единичные зерна шелковицы. Всего в этом месяце выпало 9096 п. з./см2 (37%) пыльцы от всей зарегистрированной пыльцы деревьев в спектре. Начинают пылить полынь и маревые. С 3-й декады на лентах обнаруживается пыльца коноплевых. В это период значительно увеличивается количество пыльцы злаковых. Содержание пыльцы растений в воздухе за май составило 12% от суммарного годового подсчета.

Количество пыльцы листопадных деревьев в 2016 г. составило 6031 п. з./см2 (25%), пыльца хвойных деревьев 18124 п. з./см2 (75%) спектра. От общего суммарного количества пыльцы растений в 2016 г. пыльца деревьев таким образом составляла 26,4% (241 55 п. з./см2). Таким образом, всего за 2016 г. выпало пыльцы деревьев — 27%, трав — 73% (Рисунок 1).

27%

73%

Рисунок 1. Общее количество уловленной пыльцы деревьев и трав за 2016 г.

• ■    Деревья

• ■    Травы

Споры грибов составляли 10% (10272 с. г./см2) от суммарного аэромикологического спектра. Обильно выпадают на ленты ловушки споры кладоспория и фузария, который наравне с торулой и авреобазидием появился в 1-й декаде мая. Менее значимы споры альтернарии, гельминтоспория, серпулы. Со 2-й декады появляются единичные споры стемфилия, эпикоккума. Ботритис, устилаго и политринций начинают определяться с 3-й декады мая.

Июнь. В 1–2-й декадах еще наблюдались пыльцевые зерна липы. Все три декады пылят сосна, ель, кипарисовые. В этом месяце выпало 7128 п. з./см² (29% от всей пыльцы деревьев). Полыни в 1-й декаде обнаружено незначительное количество. Обильно пылят злаковые, максимальное декадное количество которого за весь сезон выявлено во 2-й декаде июня — 7170 п. з./см². Пылят маревые, коноплевые, астровые. С 1-й декады отмечаются пыльцевые зерна осоковых, зонтичных, а также единичные зерна эфедры и яснотковых. Во 2й декаде появляются редкие зерна подорожника и крапивных. Пыльцы трав выпало всего за месяц 14134 п. з./см² (21% от всей пыльцы трав). Всего же содержание пыльцы растений в воздухе за июнь составило 23,3% от суммарного годового подсчета.

Значительно увеличивается в июне количество спор грибов в воздухе. Это споры кладоспория, альтернарии, фузария. Причем во 2-й декаде выявлено максимальное доминирование спор кладоспория (количество за декаду — 12266 с. г./см2). Впервые в 1-й декаде регистрируются споры пукцинии и сороспория (присутствовал только в 1–2 декадах июня). Со 2-й декады месяца определяются споры дрехслера, тиллеции. Споры грибов занимали в аэромикологическом режиме 33,4% (32968 с. г./см2).

Июль. В 1-й декаде июля пылила ель, и все три декады фиксируются пыльцевые зерна сосны и кипарисовых. Количество пыльцы голосеменных древесных растений составило 314 п. з./см2 (1,3% от всей пыльцы деревьев). Определяются все семейства и роды травянистых растений. Впервые в 1-й декаде зафиксированы пыльцевые зерна бобовых. Абсолютным рекордсменом этого периода является полынь, где в 3-й декаде выявлено максимальное количество за сезон 19301 п. з./см2. В этой же декаде уловлено максимальное количество пыльцы коноплевых (1049 п. з./см2). Пыльцы трав выпало за месяц 37376 п. з./см2 (56% от всей пыльцы трав за сезон). Всего же содержание пыльцы растений в воздухе за июнь составило 41,2% от суммарного годового подсчета.

Неуклонно растет уровень спор грибов — 37440 (38%). В аэромикологическом спектре преобладали кладоспорий, альтернария и фузарий. Во всех декадах июля выявлено максимальное количество спор альтернарии за декады сезона — 2-я декада (5122 с. г./см2), фузария — 1-я декада (1867 с. г./см2), серпулы — 3-я декада (501 с. г./см2), устилаго — 3-я декада (535 с. г./см2), стемфилия — 3-я декада (222 с. г./см2), дрехслера — 2-я декада (146 с. г./см2), торулы — 3-я декада (143 с. г./см2), пукцинии — 3-я декада (71 с. г./см2), политринция — 3-я декада (70 с. г./см2), авреобазидия — 2-я декада (71 с. г./см2), тиллеции — 2-я декада (38 с. г./см2). Впервые в 1-й декаде регистрируются споры курвуларии, в 3–1 декаде месяца — споры фомы.

Август. В 1–2 декадах августа регистрировались единичные пыльцевые зерна сосны и кипарисовых. В 1-й декаде идентифицировано максимальное число пыльцы маревых за декаду сезона (1326 п. з./см²). Регистрируются в большом количестве пыльцевые зерна полыни, злаковых, в меньшем количестве — пыльца коноплевых, осоковых, астровых, зонтичных. Встречаются единичные зерна бобовых и яснотковых. Всего идентифицировано 12863 п. з./см² (14,1%).

■ Деревья ■ Травы ■ Злаки ■ Споры грибов

Рисунок 2. Содержание пыльцы растений и спор грибов подекадно за 2016 г.

Споры грибов также многочисленны — 14459 с. г./см2 (14,7%). Доминируют споры кладоспория и альтернарии. Много спор фузария, серпулы, ботритиса. Встречались споры авреобазидия и курвуларии.

Сентябрь. Содержание пыльцы в воздухе значительно уменьшилось. В сентябре регистрировалась пыльца представителей семейств маревых и злаковых. Небольшие значения у полыни. Всего идентифицировано 599 п. з./см² (0,9%). Споры грибов занимали в аэромикологическом режиме 1,3% (1243 с. г./см²). В воздухе содержались споры кладоспория, альтернарии, серпулы.

Октябрь. Уровень пыльцы идет на спад, составляя уже 6,8–4,1%. Всего за месяц определено п. з./см². В воздухе еще содержались споры кладоспория. В 2016 г. лидируют споры грибов кладоспория и альтернарии, фузария, серпулы, ботритиса, устилаго (Таблица 2, Рисунок 3).

14,30%

■ 1 Cladosporium

■ 2 Alternaria

■ 3 Fusarium

■ 4 Serpula,

■ 5 Botrytis,

■ 6 Ustilago,

Рисунок 3. Лидирующие роды спор грибов за 2016 г.

Результаты аэробиологического мониторинга г. Каракол в 2016 г. позволяют сделать следующие выводы:

• 1.    Ведущий спектр в 2016 г. был обусловлен пыльцой 14 таксонов: березы, ивы, дуба, тополя, липы, сосны, ели, кипарисовых, полыни, злаковых, маревых, коноплевых, осоковых, астровых. В воздухе присутствовала пыльца 32 таксонов растений и 18 таксонов спор грибов: пыльца 27 таксонов покрытосеменных (Angiospermae): 15 таксонов древеснокустарниковых растений, 12 таксонов трав, 5 таксонов голосеменных (Gymnospermae), относящихся к классу хвойных (Pinopsida), а также 13 таксонов спор грибов, относящихся к типу несовершенных грибов ( Deuteromycetes), 5 таксонов спор из типа совершенных грибов (Coniophoraceae, Ustilaginomycetes, Pucciniaceae и Tilletiaceae).

• 2.    Установлено, что спектр включает многие известные и широко распространенные аллергенные виды: лиственные и хвойные деревья, сорные растения, злаковые.

• 3.    Аэромикологические данные лидирующих и менее значимых спор грибов показали, что наряду с известными аллергенами, выпало много фитопатогенов ряда возделываемых культур. В 2016 г. лидируют споры грибов кладоспория и альтернарии, фузария, серпулы, ботритиса, устилаго. Следует отметить, что в определенные дни на ленты ловушки выпадало сразу очень много таксонов спор грибов, включая тандем спор: Alternaria и Cladosporium . Например, 14, 20, 24 июля 2016 г. выпало по 14 таксонов спор. Alternaria и Cladosporium регистрировались весь сезон в год наблюдения.

Лидерами года являлись по количеству выпавшей пыльцы: полынь, злаковые, маревые, коноплевые. В 2016 г. на пятом месте выделились осоковые.