Влияние автотранспорта на содержание аскорбиновой кислоты в хвое сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в условиях г. Красноярска

Бесплатный доступ

Наличие в хвое ценных биологически ак-тивных веществ и возможности получения из нее дешевых лечебных препаратов, натураль-ных продуктов для парфюмерно-косметического производства, кормовых и пищевых витаминизированных добавок созда-ет предпосылки для ее комплексной перера-ботки. Изучение пищевых, лекарственных и кормовых растений природной флоры, их ре-гиональных особенностей химического соста-ва и питательной ценности, а также влияния факторов окружающей среды на содержание биологически активных веществ является актуальной задачей. Исследования проводи-лись в относительно чистом микрорайоне г. Красноярска - Академгородке. Объектом ис-следования послужили культурные посадки сосны обыкновенной 57-летнего возраста, посаженные рядами вдоль автомобильной до-роги, а также на некотором удалении от нее. В работе использовались математические методы с целью получения достоверных ре-зультатов. Для сравнения более двух выборок применяли однофакторный дисперсионный анализ. В результате исследования обнаруже-на зависимость содержания аскорбиновой ки-слоты в хвое сосны обыкновенной от близо-сти автодороги. В ходе исследования возникло предположение, что северная сторона дороги испытывает большее отрицательное воздей-ствие автотранспорта, чем южная сторона, из-за особенностей циркуляции воздушных потоков (юго-западная роза ветров) и накоп-ления вредных веществ с северной стороны дороги, выделяемых автомобильным транс-портом. Результаты исследования наглядно подтверждают негативное влияние авто-транспорта на содержание витамина С в хвое сосны обыкновенной с учетом розы ветров, а значит и на особи этого вида в целом. Древес-ная зелень сосны обыкновенной, являющаяся отходом лесной промышленности, может служить дешевым и доступным источником витамина С, с учетом влияния автотранс-порта.

Еще

Сосна обыкновенная, аскорбиновая кислота, витамин с, количе-ственное содержание, биологически активные вещества, автотранспорт

Короткий адрес: https://sciup.org/140224198

IDR: 140224198

Текст научной статьи Влияние автотранспорта на содержание аскорбиновой кислоты в хвое сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в условиях г. Красноярска

Введение. Сосна обыкновенная ( Pinus sylvestris L.) - одна из самых распространенных хвойных пород в нашей стране. Наличие в хвое ценных биологически активных веществ и возможности получения из нее дешевых лечебных препаратов, натуральных продуктов для парфюмерно-косметического производства, кормовых и пищевых витаминизированных добавок создает предпосылки для ее комплексной переработки [1]. Изучение пищевых, лекарственных и кормовых растений природной флоры, их региональных особенностей химического состава и питательной ценности, а также влияние факторов окружающей среды на содержание биологически активных веществ является актуальной задачей. С пищей в организм человека и животных поступают витамины, участвующие в регуляции биохимических процессов. Аскорбиновая кислота (витамин С) - производное L-гулоновой кислоты, хорошо растворима в воде, мощный стимулятор обмена веществ, активатор некоторых реакций иммунной системы, один из ценнейших для нашего здоровья антиоксидантов. Этот витамин имеет большое значение как в медицине, так и в пищевой промышленности и сельском хозяйстве [4].

Научная новизна. Несмотря на большую изученность изменчивости в систематическом, лесоводственном и других аспектах, сосна обыкновенная недостаточно изучена в изменчивости ее биохимического состава. Необходимы исследования зависимости содержания биологически активных веществ в хвое от экологогеографических и наследственных факторов [3].

Среди современных проблем человечества наиболее важной является проблема ухудшения состояния окружающей среды. Под влиянием антропогенного пресса попадают все составляющие биосферы, и в первую очередь атмосфера. На сегодняшний день главным загрязнителем атмосферы городов выступает автомобильный транспорт. В процессе эксплуатации автомобилей в воздух поступают окислы азота, окись углерода, углеводороды, альдегиды, сажа и пр. Известно, что изменения в степени и форме воздействия хотя бы одного из внешних факторов вызывают разнообразные отклонения во внешнем облике, структуре и физиологических функциях растений, все проявления жизнедеятельности которых не отделимы от условий внешней среды [5].

Цель исследования : изучение влияния автотранспорта на содержание аскорбиновой кислоты в хвое сосны обыкновенной в условиях г. Красноярска (Академгородок).

Задачи исследования:

  • 1)    выбрать объекты исследования;

  • 2)    определить содержание аскорбиновой кислоты в хвое сосны;

  • 3)    проанализировать влияние выбросов автотранспорта на содержание аскорбиновой кислоты в хвое сосны обыкновенной в заданных условиях;

  • 4)    сделать выводы по полученным результатам.

В связи с этим, летом 2010 г. нами были начаты исследования влияния автотранспорта на содержание аскорбиновой кислоты в хвое Pinus sylvestris L. в условиях г. Красноярска (Академгородок).

Методы исследования. Исследования проводились в относительно чистом микрорайоне г. Красноярска - Академгородке [7]. Объектом исследования послужили лесные культуры сосны обыкновенной 57-летнего возраста, посаженные рядами вдоль автомобильной дороги, а также на некотором удалении от нее (примерно 150 м): А1 – рядовые культурные посадки сосны у Института физики СО РАН (южная, удаленная от дороги сторона), А2 – посадки вдоль дороги (северная, противоположная институту сторона дороги), А3 – посадки вдоль дороги со стороны Института физики (южная сторона), А4 – посадки вдоль школы (северная, удаленная от дороги сторона). Одновозрастные посадки позволили в значительной степени исключить возрастной фактор влияния на физиологические показатели [2]. Чтобы исключить влияние других экологических факторов (освещенности, влажности и т. д.), образцы хвои для анализа брались с нижней части южного (освещенного) сектора кроны, где у каждой из двадцати особей сосны измерялся диаметр на высоте 1,3 м. Для определения содержания витамина С образцы хвои второго года высушивались до абсолютно сухого состояния, после чего определялось содержание аскорбиновой кислоты титрованием раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола. Содержание аскорбиновой кислоты рассчитывалось по формуле [9].

Результаты исследования. В таблице 1 представлены результаты исследования хвои сосны двадцати образцов на содержание аскорбиновой кислоты.

Таблица 1

Содержание витамина С в хвое Pinus sylvestris L.

Номер дерева

Возраст, лет

Содержание витамина С, мг%

Среднее содержание витамина С, мг%

А1 – у Института физики СО РАН (южная сторона)

А1-1

55

171,6

192,94

А1-2

55

226,6

А1-3

55

260,7

А1-4

55

178,2

А1-5

55

127,6

А2 – вдоль дороги (северная сторона)

А2-1

55

85,8

122,76

А2-2

55

99

А2-3

55

143

А2-4

55

165

А2-5

55

121

А3 – вдоль дороги (южная сторона)

А3-1

55

110

136,40

А3-2

55

74,8

А3-3

55

149,6

А3-4

55

226,6

А3-5

55

121

А4 – у школы (северная сторона)

А4-1

55

131

167,88

А4-2

55

189,2

А4-3

55

176

А4-4

55

171,6

А4-5

55

171,6

Из таблицы 1 видно, что максимальное содержание аскорбиновой кислоты приходится на особи сосны, удаленные от дороги на расстоянии примерно 150 м (А1, А4). С южной стороны у Института физики СО РАН (А1) отмечается максимальное значение (192,94 мг%) аскорбиновой кислоты; с северной стороны у школы (А4) содержание аскорбиновой кислоты составляет 167,88 мг%. По мере приближения к автодороге мы наблюдаем снижение содержа- ния витамина С в хвое сосны (136,4; 122,76 мг%. Наименьший показатель аскорбиновой кислоты приходится на особи, произрастающие в непосредственной близости к дороге с северной стороны (122,76 мг%).

При сравнении выборок, с целью получения достоверных результатов, необходимо использовать математические методы. При одновременном сравнении более двух выборок применим однофакторный дисперсионный анализ, который позволяет установить достоверность эффекта влияния фактора (в нашем случае автотранспорта, так как остальные факторы воздействуют в равной степени: возраст, происхо- ждение, освещенность, диаметр ствола). Используем программу Statistica 10.0 RU. Данный метод применим при соблюдении нескольких критериев: нормальное или близко к нормальному распределение признака, сравниваемые группы одинаковы или примерно одинаковы по объему, группы должны иметь примерно одинаковую дисперсию. Первое условие мы проверили с использованием критериев Шапиро-Уилки и Колмогорова-Смирнова (рис.). Р-уровень значимости равен 0,75164, что больше критического (0,05), и, следовательно, эмпирическое распределение признака не отличается от нормального закона [6].

Гистограмма

Гистограм.: Пер1

K-С d=,11617, p> .20;Лиллиефорса p> .20

Нормальность распределения признака

Далее мы сравнивали дисперсии с использованием критерия Левена и выяснили, что дисперсии групп отличаются недостоверно. Затем провели апостериорные (множественные)

сравнения групповых средних значений признака с использованием критерия наименьшей значимой разницы для попарного сравнения выборок (табл. 2).

Апостериорные сравнения групповых средних значений признака с использованием критерия наименьшей значимой разницы

Таблица 2

Объекты

Средние значения

{1} - M=192,94

{2} - M=122,76

{3} - M=136,40

{4} - M=167,88

A1 {1}

0,020399

0,054630

0,371725

A2 {2}

0,020399

0,623727

0,117465

A3 {3}

0,054630

0,623727

0,265257

A4 {4}

0,371725

0,117465

0,265257

В таблице 2 рассчитаны фактические р-уровни значимости для каждого попарного сравнения всех 4 средних значений показателей содержания витамина С в хвое сосны обыкновенной. Анализ таблицы показывает, что достоверно отличаются между собой только А1 и А2 объекты. Остальные объекты отличаются между собой недостоверно.

В результате исследования нами обнаружена зависимость содержания аскорбиновой кислоты в хвое Pinus sylvestris L. от близости автодороги. Также можно предположить, что северная сторона дороги испытывает большее отрицательное воздействие автотранспорта, чем южная сторона, из-за особенностей циркуляции воздушных потоков (юго-западная роза ветров) и накопления вредных веществ с северной стороны дороги, выделяемых автомобильным транспортом.

Выводы

  • 1.    Результаты исследования наглядно подтверждают негативное влияние автотранспорта на содержание витамина С в хвое сосны обыкновенной с учетом розы ветров, а значит и на особи этого вида в целом.

  • 2.    Древесная зелень сосны обыкновенной, являющаяся отходом лесной промышленности, может служить дешевым и доступным источником витамина С, с учетом влияния автотранспорта.

Список литературы Влияние автотранспорта на содержание аскорбиновой кислоты в хвое сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в условиях г. Красноярска

  • Зубарева Е.В., Гончарова Т.М. Влияние автотранспорта на некоторые анатомо-физиологические показатели хвои Pinus sylvestris L. в условиях г. Красноярска//Ботан. исслед. в Сибири. -Красноярск: Поликом, 2010. -Вып. 18. -С. 85-88.
  • Зубарева Е.В., Сакилиди В.Т. Влияние автотранспорта на содержание каротино-идов в хвое Pinus sylvestris L. в условиях города Красноярска//Наука в информа-ционном пространстве: мат-лы VI Межд-унар. науч.-практ. конф. В 5 т. Т. 1. -Днепро-петровск, 2010. -С. 10-13.
  • Зубарева Е.В., Сакилиди В.Т., Спиридонова М.С. Содержание аскорбиновой кислоты в хвое географических культур Pinus sylvestris L. в условиях Минусинского лесхоза (Красноярский край)//Вестн. КрасГАУ. -Красноярск, 2011. -№ 4. -С. 47-51.
  • Зубарева Е.В. Влияние антропогенного фактора на содержание каротиноидов в хвое сосны обыкновенной и возможности использования хвои в медицине//Методология, теория и практика в современной медицине, биологии, фарма-цевтике, ветеринарии: мат-лы междунар. науч.-практ. конф. (Новосибирск, 1 октября 2013). -Новосибирск: Сибпринт, 2013. -С. 21-29.
  • Мамаев С.А. О проблемах и методах внутривидовой систематики древесных растений. Формы изменчивости//Мат-лы по внутривидовой изменчивости и систематике растений. -М.: Изд-во АН СССР, 1968. -Вып. 60. -С. 3-55.
  • Седелев С.И. Биологиеские методы в биологии и экологии: введение в элемен-тарную биометрию: учеб. пособие/Яросл. гос. ун-т им. П.Г. Демидова. -Ярославль: Изд-во ЯрГУ, 2012. -140 с.
  • Скрипальщикова Л.Н., Татаринцев А.И., Зубарева О.Н. и др. Экологическое состояние пригородных лесов Красноярска. -Новосибирск: Гео, 2009. -179 с.
  • Томчук Р.И. Комплексное использование лесосечных отходов. -М.: Лесная промышленность, 1968. -92 с.
  • Фитолекарствоведение: лабор. практикум. Ч. 1/Краснояр. гос. аграр. ун-т. -Красно-ярск, 2002. -31 с.
Еще
Статья научная