Результат интеллектуальной деятельности: Способ оценки экологического состояния лугов

Изобретение относится к экологии, в частности к оценке экологического состояния лугов по биохимическим показателям растительности.

Элементный состав вида растений является изменчивой величиной, зависящей, в том числе и от экологического состояния местности произрастания.

В экологически благоприятных условиях растение набирает определенное количество пигментов, в частности хлорофилла и каротина, и обладает определенным уровнем рН клеточного сока, свойственным конкретному биологическому виду. При ухудшении экологических условий растение угнетается и не может в полной мере раскрыть свой биологический потенциал.

Известен способ оценки экологического состояния территории методом биоиндикации, определяемой по величине накопления экзогенной серы на конкретном участке у березы повислой (патент РФ №2213361, G01N 33/00, опубл. 27.09.2003).

Недостатком известного способа является оценка только по одному признаку - содержанию экзогенной серы, что не позволяет полноценно определять интенсивность загрязнения участка. Кроме того, сера обладает высокой миграцией в процессе обмена веществ в разные периоды вегетации, а ее содержание непостоянно, что снижает качественные показатели оценки токсичности территории.

Наиболее близким техническим решением является способ оценки, где в качестве биоиндикатора используют хвойные деревья. Используют метод биоиндикации хвойных деревьев путем определения соответствия отделяемых хвоинок биологическим особенностям путем осмотра на предмет проявления хлорозов, класса повреждения хвои, усыхания хвои (патент РФ №2564916, G01N 33/00, опубл. 10.10.2015).

Недостатком способа-прототипа является ограниченность произрастания деревьев хвойных пород, что усложняет проведение экологической оценки и в конечном итоге сказывается на интегральной оценке состояния окружающей среды.

В предлагаемом способе оценки экологического состояния лугов в качестве индикатора оценки экологического состояния лугов используется растение Просо куриное (Echinochloa crus-galli L.), произрастающее повсеместно.

Задача изобретения - повышение точности и информативности оценки экологического состояния и упрощение способа.

Поставленная задача решается тем, что способ оценки экологического состояния лугов, представляющий собой определение соответствия биологических особенностей исследуемого вида растения биологическим особенностям, присущим растениям этого вида при росте в благоприятном экологическом состоянии среды, отличающийся тем, что в качестве исследуемого растения используется просо куриное, а экологическое состояние лугов оценивается на основании сравнения содержания пигментов в клеточном соке, а также рН клеточного сока, с этими показателями при росте куриного проса в благоприятном экологическом состоянии среды.

Экологическое состояние лугов считается «благоприятным», если содержание пигментов в клеточном соке проса куриного составляет 91-100% от их содержания при его росте в благоприятном экологическом состоянии среды, соответственно, считается «относительно экологически благополучным» при 81-90% и «повышенным экологическим риском» при содержании вышеуказанных пигментов <80%.

Экологическое состояние лугов считается «благоприятным» при рН клеточного сока проса куриного 5,2-5,7, считается «относительно экологически благополучным» при рН 4,8-5,1 и считается состоянием «повышенного экологического риска» при рН<4,7.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример. Отбирали листья проса куриного для анализа в 3-х различных зонах - контрольная с нейтральной рН на экспериментальной делянке, экологически безопасная лесная зона, промежуточная зона (кромка лесной зоны) и на заведомо загрязненной территории вблизи автодороги.

Испытуемые образцы измельчали, растирали до появления сока, в который помещали лакмусовую бумажку. Для определения концентрации водородных ионов индикаторную бумажку погружали в раствор до полного смачивания и затем цвет средней окрашенной полоски (без цифр) сравнивали с цветной шкалой, имеющей цифровые значения. Совпадение окраски индикаторной полоски со шкалой и указывало величину рН.

Одновременно в лабораторных условиях определяли содержание пигментов - хлорофилла и каротина фотометрическим методом на фотоэлектроколориметре ФЭК-56М. В качестве растворителя использовали 96° спирт. Данные анализов приведены в табл. 1.

Из таблицы 1 следует, что при снижении кислотности до уровня рН - 5,2-5,7 и ниже происходит нарушение биохимических процессов, приводящее к повреждению растения. Если рН 4,8-5,1 - это соответствует зоне относительного благополучия; если рН<4,7 - это зона повышенного экологического риска.

Экологическое состояние лугов считается «благоприятным», если содержание пигментов в клеточном соке куриного проса составляет 91-100% от их содержания при его росте в благоприятном экологическом состоянии среды, соответственно, считается «относительно экологически благополучным» при 81-90% и «повышенным экологическим риском» при содержании вышеуказанных пигментов <80%.

Отклонение содержания пигментов (хлорофилла, каротина) в клеточном соке и рН клеточного сока в исследуемых растениях, от присущего их содержанию в просе курином при его росте в благоприятном экологическом состоянии среды (нормы) следует считать степенью повреждения растения. Для удобства было выделено три класса повреждения растений, на основании которых и делаются выводы об оценке экологического состояния лугов, отраженные в табл. 2.

Примечание: 1 класс - благоприятное экологическое состояние; 2 класс - зона относительного экологического благополучия; 3 класс - зона повышенного экологического риска.

Предлагаемый способ прост и недорог. Определение рН производится с помощью промышленно выпускаемых лакмусовых бумажек (индикаторов), определение количества пигментов определяется с помощью стандартного общепринятого прибора для определения пигментов фотометрическим методом - фотоэлектроколориметра ФЭК-56М, что подтверждает промышленную применимость предлагаемого способа.