Влияние автотранспортной загрязненности придорожной территории на морфометрические характеристики подорожника большого (Plantago maior)

Известно, что загрязнение окружающей среды у отдельных видов травянистых растений вызывает большое количество физиологических, морфомет- рических и цитогенетических нарушений [3, 4]. Снижение интенсивности метаболических процессов наглядно проявляется в ухудшении роста, повреждении надземной части растения, особенно листьев, даже гибели побега [5–7]. В целях экологического мониторинга придорожных территорий крупных автотрасс удобно использовать ценопопуляции подорожника большого (Plantago major L.) как космополитный антропотолерантный вид с преимущественно семенным размножением.

Цель исследований . Определить воздействие автотрассы М-53 на морфометрические показатели подорожника большого (Plantago major L.), произрастающего на разном расстоянии от дорожного полотна.

З адачи исследований : измерить длину и ширину листовой пластинки растений, подсчитать количество живых и усохших листьев, установить количество и длину генеративных побегов.

Объекты и методы исследований . Лабораторные анализы производились на кафедре экологии и естествознания Красноярского государственного аграрного университета. Объектом исследований выступал Plantago major L. Подорожник большой – многолетнее травянистое поликарпическое растение из семейства подорожниковых ( Plantaginaceae) . Популяционные сборы растения проводились в августе 2016 года. Образцы отбирались в районе федеральной автотрассы М-53 возле п. Вознесенка Красноярского края. Растения отбирались на расстоянии 10, 50, 100 и 150 м от дорожного полотна. Контролем выступали растения Plantago major L., произрастающие на расстоянии 300 м от автотрассы. На каждом участке отбиралось по 30 вегетирующих (не формирующих генеративные структуры) экземпляров подорожника и 30 – генеративных. Всего изучено 300 растений (вместе с контрольным участком). Измерялись: длина и ширина листовой пластинки, количество живых и усохших листьев, генеративных побегов, длина колоса, длина генеративного побега. В статье приведены данные, полученные в результате исследований, проводившихся в 2016–2017 гг.

Результаты исследований и их обсуждение . Полученные данные по морфометрическим характеристикам растений, произрастающих на расстоянии 300 м от автотрассы М-53 (с контрольной пробной площадки), приведены в таблице 1. Результаты измерений растений, собранных на расстоянии 10, 50, 100, 150 м от обочины, отражены на графиках рисунков 1, 2 и в таблицах 2, 3.

Таблица 1

Морфометрические характеристики Plantago maior, произрастающего в 300 м от трассы М-53 в районе п. Вознесенка (контроль)

Признак	Вегетирующее растение	Генеративное растение
Длина листовой пластинки, см	7,8±0,27	8,5±0,27
Ширина листовой пластинки, см	4,9±0,11	6,2±0,24
Длина черешка листа, см	5,1±0,22	7,3±0,21
Общее число живых листьев, шт.	8,6±0,17	8,9±0,30
Общее число усохших листьев, шт.	0,5±0,02	1,2±0,08
Общее число генеративных побегов, шт.	-	4,5±0,18
Длина генеративного побега, см	-	46,4±1,29
Длина колоса, см	-	25,9±1,97
Масса генеративных побегов, г	-	2,5±0,15
Количество цветков, шт.	-	57,4±1,54

Из приведенных данных видно, что растения подорожника большого с контрольной площадки имеют существенные отличия по измеряемым морфометрическим параметрам от растений, произрастающих вблизи дорожного полотна. Так, средние значения длины и ширины листовой пластинки Plantago maior составляют соответственно 7,8 и 4,9 см (табл. 1).

Рис. 1. Воздействие на длину и ширину листовой пластинки вегетирующего растения Plantago maior расстояния (м) от дорожного полотна трассы М-53

Длина                   Ширина

Рис. 2. Воздействие на длину и ширину листовой пластинки генеративного растения Plantago maior расстояния (м) от дорожного полотна трассы М-53

Морфометрические характеристики Plantago maior (вегетирующее растение)

Морфометрические характеристики Plantago maior (генеративное растение)

Таблица 2

Признак	Показатель	Расстояние от дорожного полотна, м
		10	50	100	150
Общее число живых листьев, шт.	x±m x	5,5±0,21	8,3±0,33	8,5±0,37	8,6±0,31
	Разница с контролем, %	36,0	3,5	1,2	0
Общее число усохших листьев, шт.	x±m x	0,7±0,08	0,5±0,03	0,5±0,02	0,5±0,03
	Разница с контролем, %	40,0	0	0	0

Таблица 3

Признак	Показатель	Расстояние от дорожного полотна, м
		10	50	100	150
Общее число живых листьев, шт.	x±m x	6,5±0,25	8,3±0,12	8,1±0,21	8,3±0,25
	Разница с контролем, %	21,7	0	2,4	0
Общее число усохших листьев, шт.	x±m x	1,6±0,08	1,2±0,05	1,1±0,22	1,2±0,25
	Разница с контролем, %	33,3	0	8,1	0
Общее число генеративных побегов, шт.	x±m x	4,1±0,21	4,3±0,22	4,1±0,22	4,2±0,28
	Разница с контролем, %	8,9	4,4	8,9	6,7
Длина генеративного побега, см	x±m x	22,1±1,11	45,2±1,35	46,3±1,7	46,4±1,9
	Разница с контролем, %	52,4	2,6	0,2	0
Длина колоса, см	x±m x	11,1±0,78	24,6±1,43	23,9±1,07	23,9±1,05
	Разница с контролем, %	57,1	5,0	7,7	7,7
Масса генеративных побегов, г	x±m x	0,8±0,07	2,4±0,11	2,3±0,21	2,5±0,18
	Разница с контролем, %	68,0	4,0	8,0	0
Количество цветков, шт.	x±m x	38,3±2,15	55,9±1,77	52,4±2,53	53,7±2,13
	Разница с контролем, %	33,3	2,6	8,7	6,4

Самые низкие значения данных показателей имеют растения, собранные в 10 м от дорожного полотна, – ниже контроля на 46,1 и 53,1% (вегетирующие особи) и 57,6 и 62,5 % (генеративные особи) соответственно (рис. 1, 2) при Р<0,01. Установлена достоверная разница с контролем по данным пока- зателям (Р<0,1) и у растений, собранных на расстоянии 50 м от обочины. Значимые отличия по длине и ширине листовой пластинки с популяциями, произрастающими на расстоянии 100 и 150 м, не зафиксированы.

Следующими важными показателями, изученными в процессе исследований, было количество живых и усохших листьев (табл. 2). У растений, произрастающих на контрольной площадке, эти показатели в среднем на особь составляли 8,6–8,9 и 0,5– 1,2 шт. соответственно. Разница по этим параметрам была достоверной только с растениями, произрастающими в 10 м от дорожного полотна, и составляла 36,0 % (вегетирующие) и 21,7 % (генеративные); 40,0 % (вегетирующие) и 33,3 % (генеративные) соответственно.

По общему числу генеративных побегов достоверной разницы с контролем не отмечалось. Однако наблюдается превосходство контроля по длине генеративного побега и длине колоса с растениями, произрастающими в 10 м (табл. 3).

Так как колос с соцветиями был длиннее у растений с контрольной площадки, то это обусловило и наибольшее число соцветий у растений данной группы. Достоверная разница – только с растениями, произрастающими в 10 м от дорожного полотна.

Заключение. На основании проведённых полевых и лабораторных исследований можно утверждать, что вегетирующие и генеративные особи подорожника большого испытывают стрессовое воздействие от автотранспорта на расстоянии до 50 м от дорожного полотна трассы М-53. Наиболее выраженный негативный эффект установлен в 10 м от обочины, что подтверждает большинство морфометрических параметров. Самые крупные и многочисленные листовые пластинки, максимальные значения длины генеративных побегов и количества цветков в колосе отмечались на расстоянии 300 м от кромки дороги.