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

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.

Частота хромосомных нарушений в клетках корневых меристем зерновых культур Прииссыккулья