Фитоиндикация локальных электромагнитных аномалий низкой интенсивности в окружающей среде - Автореферат

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Работа выполнена в ГОУ ВПО "Омский государственный педагогический университет". Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор, Степанова Ирина Петровна кандидат биологических наук, доцент, Мельникова Оксана ЮрьевнаУправляющая роль факторов физической природы на биологические объекты, например, переменной составляющей постоянного магнитного поля Земли в виде локальных электромагнитных аномалий низкой интенсивности (ЛЭМАНИ), недостаточно оценивается в медико-биологических и экологических исследованиях. Существующие методы мониторинга состояния окружающей среды предусматривают фитоиндикацию - химических загрязнений, по внешним признакам состояния растений или их роста; дендроиндикацию климатических вариаций - по структуре годичных колец, дендроиндикацию, связанную с заболеваниями деревьев, вызванных повышенным или пониженным уровнем магнитной индукции постоянной составляющей магнитного поля Земли и др. Предлагается выявлять места присутствия ЛЭМАНИ путем оценки изменений по показателю "средняя длина ростка" проростков семян растений-индикаторов. Цель исследования: определить возможность индикации ЛЭМАНИ по величине показателей реакции (скорости) роста и развития растительных тест-объектов в лабораторных и полевых условиях. Впервые предложен метод индикации ЛЭМАНИ растениями-индикаторами (пшеница и фасоль), методика определения их размеров и других показателей на модельных площадках, разделенных на ячейки маркерами, которые расположены в заданных (выбранных) координатах.Фитоиндикация, как метод мониторинга состояния окружающей среды, достаточно широко применяется в практической работе. При этом реакция роста и развития растений выступает индикатором состояния различных экологических систем, например по уровню химических загрязнений, присутствию магнитных или электромагнитных аномалий, залежей полезных ископаемых (Бакиров, 2003; Бурлаков и др., 2003; Григорьев, 2004; Серпов, 2005). Аномальная реакция роста растений может проявляться в измененном морфогенезе, в виде активации или ингибирования роста и развития растений, в том числе как ответ на внешнее воздействие магнитных и электромагнитных полей и излучений низкой интенсивности (Дубров, 1974, 1993, 1995, 2009; Белова и др., 2001, 2006; Аксенов, 2003; Богатина и др. Исследованиями последних лет доказано значительное влияние электромагнитных полей и излучений низкой интенсивности, как на организм человека, так и на рост и развитие растений. Проявление высокой чувствительности биологических систем к таким полям и излучениям, выражено в том, что они воспринимают их как сигнал прямого исполнения (управления) без обычных стрессовых реакций и периода адаптации (Казначеев, 2003; Аксенов 2006; Галль, 2003, 2006, 2009; Егоров, 2008).Согласно имеющегося метода, сравнение морфологических изменений проростков семян, например, пшеницы по длине ростка, длине колеоптиля, количеству и длине корней и др., выращенных в термостате, в течение 7…8 суток в емкостях с водой, дает возможность достаточно точного прогнозирования урожая. В отличие от указанного метода, семена проращиваются вне термостата, на модельных площадках размеченных маркером на ячейки, прилегающие друг к другу, как в лабораторных, так и в полевых условиях. Для оценки влияния ЛЭМАНИ на рост и развитие растений-индикаторов, был выбран наиболее эффективный индикационный признак - "длина ростка" проростков семян. В данном случае выполняется условие: n ингибир <?n <n актив (1) где n ингибир - средняя длина ростка в ячейках с реакцией ингибирования роста, n актив - средняя длина ростка в ячейках с активацией роста. Для оценки присутствия ЛЭМАНИ с различными характеристиками, интенсивностью излучения, и, соответственно, воздействия на растения, вводим коэффициент неравномерности воздействия аномалий Квозд, который можно выразить в следующем виде: К возд = • 100 % (2) где Квозд - коэффициент интенсивности влияния ЛЭМАНИ на тест-объект, A?N - средняя амплитуда колебаний по длине ростка на всей модельной площадке, ?n - средняя длина ростка на всей модельной площадке.Для оценки присутствия ЛЭМАНИ и уровня их воздействия на растения была проведена проверка предлагаемых метода и методики в лабораторных условиях (ОМГПУ, 2007). В зоне их воздействия (опыт) и их отсутствия (контроль) были размещены емкости с водой и закладками (рулонами) с семенами пшеницы сортов Омская 28, Омская 33 и фасоли сортов Бийчанка, Московская в количестве 1200 штук, по 300 штук каждого наименования. В зоне "А" (опыт) активация роста пшеницы сорта Омская 28 составила величину 1,60±0,10 см (12,80 %, n28 = 14,10 ±0,14 см), при одновременном ингибировании пшеницы сорта Омская 33 на величину 0,40±0,02 см (3,03 %, n33 = 12,81 ±0,13 см). В зоне "Д" (опыт) отмечено ингибирование пшеницы сорта Омская 28 на величину 2,11±0,12 см (16,08 %, n28 = 10,39 ±0,11 см), для пшеницы сорта Омская 33 изменения составили 1,48±