Международный
научный журнал

Биоиндикация окружающей среды с использованием зерновых культур агроценозов Иссык-Кульской области


Bioindication of environment using cereal crops agrocenoses of the Issyk-Kul region

Цитировать:
Токтоева Т.Э., Калдыбаев Б.К., Дженбаев Б.М. Биоиндикация окружающей среды с использованием зерновых культур агроценозов Иссык-Кульской области // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2017. № 3(33). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/4434 (дата обращения: 21.09.2019).
 
Прочитать статью:

Keywords: mass of 1000 grains; germination; gluten; the frequency of chromosomal abnormalities

АННОТАЦИЯ

Цель: Биоиндикация окружающей среды с использованием зерновых культур агроценозов Иссык-Кульской области. Методы: полевые, лабораторные, цитогенетические. Результаты: определены масса и всхожесть семян, содержание клейковины, цитогенетические показатели зерновых культур. Выводы: масса 1000 зёрен, всхожесть семян и уровень хромосомных нарушений варьирует в пределах нормы, содержание клейковины невысокое.

ABSTRACT

The aim: environment bioindication using agrocoenosis crops of Issyk-Kul region. The methods: field, laboratory, cytogenetic. The results: the mass and seed germination, gluten content, cytogenetic indicators of crops are determined. The conclusions: weight of 1000 seeds, germination capacity and the level of chromosomal abnormalities vary within the normal range, gluten concentration is low.

 

Иссык-Кульская котловина представляет собой естественную урановую биогеохимическую провинцию, в пределах которой обогащены ураном все компоненты окружающей среды: горные породы, почвы, озерные, речные и подземные воды. Для биоиндикации окружающей среды в качестве тест-объектов широко используются растения, позволяющие достоверно точно оценить степень воздействия химических и радиационных факторов на живые организмы [2, с.25].

Материал и методы

Материалом для исследований послужили семена ячменя и пшеницы, собранные в различных  агроэкосистемах Иссык-Кульской области. Определение клейковины проведено в лаборатории Центра экспертизы зерна Министерства сельского хозяйства и мелиорации Кыргызской Республики. Определение массы 1000 зерен, индекса прорастания семян, приготовление временных давленых препаратов из меристематических зон корешков зерновых культур проведено согласно методических рекомендаций З. Паушевой и др. [1, с. 17; 3, с. 220].

Результаты исследований и их обсуждение

Ранее проведенные нами исследования показали, что содержание гумуса в почвах Прииссыккулья варьирует в пределах характерных для данного региона типов почв.  Макро и микроэлементы в почве содержатся в различных концентрациях: недостаточно (Ti, Cr, Mn, Fe, Ni, Ga, Sr, Y, Zr, Nb, Bi), в пределах нормы (N, P, K, Ca, Cu, Zn, Ge, Br, Rb, Mo, Ba, La, Ce), слабое накопление характерно для (V, As, Sb, Nd, Pb, U, Th, Ra), среднее (Co, Cs), сильное (Se, Sn). Изотопы радиоактивных элементов (238U, 232Th, 226Ra, 40K) характеризуются слабым накоплением в почве.

Макро и микроэлементы в семенах зерновых культур содержатся в различных концентрациях: недостаточно (Br, Sr, As, Co, Cs), в пределах нормы (Ca, Na, Ag, Ba, Mn, Pb, Fe, Th, Sb, Sc, W), накопление характерно для (Zn, Mo, Ni, Cu, Cr, Rb). Изотопы радиоактивных элементов не накапливаются в семенах зерновых культур, коэффициенты их биологического накопления меньше 1.

Масса 1000 зёрен в исследуемых агроэкосистемах у пшеницы варьирует от 38,3 г до 45,52 г., ячменя - 41-50,7 г. Всхожесть пшеницы составила 85-98%, ячменя 80-93%.

Содержание клейковины в пшенице исследованных районов колеблется в пределах – от 19 до 26%. Количество клейковины в Тонском районе – 19%, 4 класс; Жеты-Огузском районе – 26%, 3 класс; Тюпском районе – 25%, 3 класс; Ак-Суйском районе – 19%, 4 класс; Иссык-Кульском районе - 20%, 4 класс. Изучая классность зерна, было установлено, что выращенная в условиях Прииссыккулья пшеница не превышает 3 класс сортности, что соответствует невысокому содержанию клейковины.

В таблице 1 представлены результаты цитогенетических исследований, частота хромосомных нарушений семян озимой пшеницы (Triticum aestivum) и ярового ячменя (Hordeum vulgare) варьировала в пределах 1,4 – 2,2 %. Всего было просмотрено 5000 клеток, выявлено 93 хромосомных нарушений, из них хромосомные мосты – 5,4 %, хроматидные мосты – 32,2 %, парные фрагменты – 18,2 %, одиночные фрагменты – 44 %.

Как видно из таблицы в спектре нарушений хромосом преобладают хроматидные мосты и одиночные фрагменты, что говорит о воздействии мутагенов химической природы на генетический аппарат возделываемых зерновых культур. Однако увеличение выхода нарушений хромосомного типа вероятно связанно не только воздействием мутагенов химической природы, но и особенностями природного радиационного фона в регионе.

 Таблица 1.

Частота хромосомных нарушений в клетках корневых меристем зерновых культур Прииссыккулья

Место отбора

Кол-во просм. анафаз

Типы аберраций

Всего

нару-

шений

Анафазы

с нару-

шениями

Хромосомные

мосты

Хроматидные

Мосты

Парные фрагменты

Одиночные фрагменты

Число

%

Число

%

Число

%

Число

%

пшеница

с. Чон-Сары-Ой

500

-

-

2

28,6

2

28,6

3

42,8

7

1,4±0,52

ячмень

с. Григорьевка

500

-

-

3

37,5

1

12,5

4

50

8

1,6±0,56

пшеница

с. Ананьево

500

1

9,1

6

54,5

2

18,2

2

18,2

11

2,2±0,65

ячмень

с. Чоң-Орүктү

500

-

-

2

25

2

25

4

50

8

1,6±0,56

пшеница

с. Тюп

500

1

9

3

27,2

2

18,2

5

45,4

11

2,2±0,65

ячмень

с. Маман

500

-

-

1

11,1

1

11,1

7

77,8

9

1,8±0,59

пшеница

с. Чирак

500

-

-

2

22,2

2

22,3

5

55,5

9

1,8±0,59

ячмень

с. Сару

500

1

12,5

2

25

2

25

3

37,5

8

1,6±0,56

пшеница

с. Барскоон

500

1

9,1

6

54,5

-

-

4

36,4

11

2,2±0,65

ячмень

с. Тон

500

1

9

3

27,2

3

27,2

4

36,4

11

2,2±0,65

Всего

5000

5

5,4

30

32,2

17

18,2

41

44

93

1,86±0,19

 

Выводы

  1. Масса 1000 зёрен пшеницы варьирует в пределе 38,3 - 45,5 гр., ячменя   41-50,7 гр. Всхожесть семян пшеницы составила 85-98%, ячменя 80-93%, т.е. данные показатели варьируют в пределах нормы.
  2. Содержание клейковины в пшенице невысокое и варьирует в пределе  19 - 26%.
  3. Уровень хромосомных нарушений в клетках корневых меристем семян зерновых культур варьирует в пределах нормы и составил 1,4 – 2,2%.

 


Список литературы:

1. Калдыбаев Б.К. Хромосомные исследования растений в генетическом мониторинге окружающей среды : метод. руководство для лабораторных работ. – Каракол, 2006. – 24 с.
2. Ковальский В.В., Воротницкая И.Е., Лекарев В.С., Никитина Е.В. Урановые биогеохимические пищевые цепи в условиях Иссык-Кульской котловины // Труды биогеохимической лаборатории. – М.: Наука,1968. – Т. XII. – С. 25-53.
3. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. – М.: Наука, 1988. – 220 с.

Информация об авторах:

Токтоева Тамара Эркинбековна Toktoeva Tamara

соискатель кафедры естественных наук Иссык-Кульского государственного университета, 722200, Кыргызстан, г. Каракол, ул. Ю. Абдрахманова, 103

Applicant of the Department of Natural Science of Issyk-Kul State University, 722200, Kyrgyzstan, Karakol, Abdyrahmanova Street, 103


Калдыбаев Бакыт Кадырбекович Kaldybaev Bakyt

док. биол. наук, доцент кафедры туризма и охраны окружающей среды Иссык-Кульского государственного университета, 722200, Кыргызстан, г. Каракол, ул. Ю. Абдырахманова, 103

Doctor of Biological Sciences, associate professor of the Department of Tourism and Environmental Protection, Issyk-Kul State University, 722200, Kyrgyzstan, Karakol, Abdyrahmanov Street, 103


Дженбаев Бекмамат Мурзакматович Djenbaev Bekmamat

д-р биол. наук, профессор, Биолого-почвенный институт Национальной академии наук Кыргызской Республики, 720071, Кыргызская Республика, г. Бишкек, пр. Чуй, 265

Doctor of Biological Sciences, professor, Biology and Pedology Institute, National Academy of Sciences of the Kyrgyz Republic, 720071, Kyrgyz Republic, Bishkek, Chui ave., 265


Читателям

Информация о журнале

Выходит с 2013 года

ISSN: 2311-5459

Св-во о регистрации СМИ: 

ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013

ПИ №ФС77-66239 от 01.07.2016

Скачать информационное письмо

Включен в перечень ВАК Республики Узбекистан

Размещается в:

doi:

The agreement with the Russian SCI:

cyberleninka

google scholar

Ulrich's Periodicals Directory

socionet

Base

ROAR

OpenAirediscovery

CiteFactor

 

Поделиться

Лицензия Creative CommonsЯндекс.Метрика© Научные журналы Universum, 2013-2019
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Непортированная.