Аутекологічні особливості поглинання флуоридів рослинами лучних біотопів Чернівецької області

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Чернівецький національний університет

імені Юрія Федьковича

Перепелиця Олеся Орестівна

УДК 581:504(477.85)

Аутекологічні особливості поглинання флуоридів рослинами лучних біотопів Чернівецької області

03.00.16 - екологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Чернівці - 2009

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі екології та біомоніторингу Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича Міністерства освіти та науки України

Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор

Костишин Степан Степанович,

Чернівецький національний університет

імені Юрія Федьковича,

завідувач кафедри екології та біомоніторингу

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор

ТЕРЕК Ольга Іштванівна

Львівський національний університет

імені Івана Франка,

завідувач кафедри фізіології та екології рослин

доктор сільськогосподарських наук,

Пида Світлана Василівна

Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка,

професор кафедри ботаніки

Захист відбудеться «18» березня 2009 року о 1200 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 76.051.05 при Чернівецькому національному університеті імені Юрія Федьковича за адресою: 58012, м. Чернівці, вул. Лесі Українки, 25 (ІІІ корпус університету, ауд. № 81), Україна

Із дисертацією можна ознайомитися в науковій бібліотеці Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича за адресою: м. Чернівці, вул. Лесі Українки, 23

Автореферат розісланий «13» лютого 2009 року

Учений секретар спеціалізованої вченої ради У. В. Легета

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. В останній час усе більшу увагу науковців привертають питання колообігу хімічних елементів у природі, зокрема їх накопичення у рослинах (Кабата-Пендиас А., 2001; Башмаков Д. І., 2001; Котова Л. Г., 2002; Танделов Ю. П., 2004; Матяшенко Г. В., 2005; Whyte M. P., 2005; Ермолов Ю. В., 2006). Дослідження в цьому напрямку дозволяють глибше зрозуміти зв'язки між складовими біогеоценозу.

Флуор - важливий еколого-геохімічний елемент, сполуки якого у малих концентраціях позитивно впливають на живі організми (Turner C. H., 2001; Конарбаева Г. А., 2006; Варес Э. Т., 2007). Ще до недавнього часу вважалося, що Флуор не є необхідним елементом рослини, однак усе частіше з'являються повідомлення щодо причетності Флуору до процесів цвітіння рослин (Гогулан М. Ф., 2006).

Літературні дані щодо нагромадження флуоридів рослинами залежно від їх таксономічної належності стосуються, переважно, їстівних і кормових рослин (Ципріян В. І., 1990; Arnesen A.-K. M., 1997; Куциняк І. В., 2000; Литвинович А. В., 2002; Lu Y., 2004; Fung K. F., 2003). Відомості стосовно накопичення Флуору дикорослими лучними рослинами в регіонах із низьким його вмістом у навколишньому середовищі поодинокі.

Оскільки Чернівецька область за вмістом флуоридів у ґрунті віднесена до І біогеохімічного регіону України - з найменшим вмістом флуоридів у навколишньому середовищі (Ванханен В. В., 1997; Руденко С. С., 2005), то на ендемічній за гіпофлуорозом території актуальна кількісна оцінка нагромадження флуоридів у рослинах, що дасть можливість виявити рослини-концентратори та деконцентратори сполук Флуору. Ці рослини становлять інтерес у профілактичній медицині, тваринництві, біоіндикаційних дослідженнях, в галузі фіторемедіації.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана в межах науково-дослідної теми кафедри екології та біомоніторингу Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича “Біоіндикація природних, урбо- та агроекосистем Чернівецької області” (номер держреєстрації 0103U001966, 2004-2007 рр.).

Мета та завдання дослідження. Метою роботи було з'ясування аутекологічних особливостей поглинання флуоридів лучними рослинами Чернівецької області.

Для досягнення поставленої мети визначені такі завдання:

1. Вивчити вміст флуоридів у ґрунтах та рослинах лучних біотопів.

2. Установити специфіку поглинання флуоридів рослинами залежно від їх таксономічної належності. Виявити рослини-концентратори флуоридів.

3. Вивчити розподіл флуоридів у надземній і підземній частинах рослин лучних біотопів.

4. Оцінити внесок едафічних чинників у поглинання флуоридів рослинами за допомогою регресійного аналізу.

5. З'ясувати вплив орографічних і кліматичних чинників на поглинання флуоридів рослинами лучних біотопів.

Об'єкт досліджень - аутекологічні особливості поглинання флуоридів рослинами лучних біотопів Чернівецької області.

Предмет дослідження - поглинання флуоридів рослинами лучних біотопів.

Методи досліджень - польові, фізико-хімічні (потенціометричні, титриметричні, фотоелектроколориметричні), статистичні.

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше досліджено вміст флуоридів у рослинах лучних біотопів Чернівецької області. Серед трав'янистих рослин лучних біотопів за комплексом запропонованих показників виявлені рослини з різним рівнем поглинання флуоридів. Досліджено вплив комплексу едафічних, орографічних і кліматичних чинників на поглинання флуоридів рослинами. З'ясовано внесок едафічних чинників у поглинання флуоридів рослинами різних видів.

Практичне значення одержаних результатів. Закономірності щодо впливу орографічних, кліматичних і едафічних чинників на нагромадження флуоридів у рослинах можна використовувати з метою виявлення територій для промислового збору лікарської сировини з високим вмістом флуоридів. Рослини з високим рівнем поглинання сполук Флуору перспективні для корекції мінерального балансу в організмі людини і як добавки у профілактичних протикарієсних засобах, а також при розробці рекомендацій для поліпшення мінерального живлення великої рогатої худоби на ендемічних за гіпофлуорозом територіях. Рослини з підвищеною здатністю до поглинання сполук Флуору можуть бути використані для фітомеліорації ґрунтів - очистки техногенно забруднених флуоридами територій поблизу металургійних підприємств і заводів із виробництва фосфорних добрив.

Матеріали дослідження використовуються на кафедрі екології та біомоніторингу біологічного факультету Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича в курсах спеціальних дисциплін: «Загальна та експериментальна екологія», «Агроекологія», «Біоіндикація».

Особистий внесок здобувача. Автором дисертаційної роботи здійснено аналіз літературних джерел, проведено забір зразків ґрунту, рослин у різних населених пунктах Чернівецької області, виконані експериментальні дослідження, статистична обробка даних та їх основний аналіз. Особисто здійснено оформлення роботи, написано основні розділи та висновки, підготовлено публікації за результатами досліджень, а також представлено їх на наукових конференціях.

Формулювання завдань, аналіз результатів та їх інтерпретація проведені за участю наукового керівника - доктора біологічних наук, професора С. С. Костишина.

Апробація результатів дисертації. Результати дисертаційної роботи доповідались на Міжнародних наукових конференціях: «Оздоровчі ресурси Карпат і прилеглих регіонів» (м. Чернівці, 6-7 жовтня, 2005 р.); «Сучасні проблеми біології, екології та хімії» (м. Запоріжжя, 29 березня - 01 квітня 2007 р.); «Проблеми вивчення та охорони біорізноманіття Карпат і прилеглих територій» (м. Івано-Франківськ, 2007 р.); «Біосистеми різних рівнів організації в технологіях сучасного біомоніторингу» (м. Чернівці, 24 - 25 жовтня 2008 р.); ІХ Всеукраїнській науковій конференції студентів, магістрантів і аспірантів «Екологічні проблеми регіонів України» (м. Одеса, 11 - 12 травня 2007 р.); підсумкових наукових сесіях БДМУ 2005-2008 рр. та наукових семінарах кафедри екології та біомоніторингу ЧНУ 2008 р.

Публікації. За результатами дисертаційного дослідження опубліковано 10 наукових праць, із них 5 статей у фахових наукових виданнях з переліку, затвердженого ВАК України, та 5 - у матеріалах і тезах наукових конференцій.

Структура й обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, 6 розділів, висновків, додатків і списку використаних джерел (усього 216 найменувань, із них 83 іншомовних). Обсяг роботи - 147 сторінок друкованого тексту. Дисертація містить 12 рисунків і 16 таблиць в основному тексті та 4 таблиці у додатках.

Основний зміст роботи

В огляді літератури проаналізовано можливі джерела Флуору в навколишньому середовищі, а також вплив флуоридів на компоненти біогеоценозу. Дається характеристика чинникам, що впливають на поглинання Флуору рослинами. У результаті аналізу встановлено, що наявні літературні дані розрізнені й недостатні для оцінки впливу едафічних, орографічних і кліматичних чинників на нагромадження флуоридів рослинами. Зроблено висновок про відсутність літературних даних щодо нагромадження Флуору в рослинах ендемічних за гіпофлуорозом територіях.

Матеріали та методи досліджень. Дослідження проводили зі 120 видами рослин, зібраних із 13 лучних біотопів Чернівецької області.

Забір проб рослин проводили згідно із загальноприйнятою методикою (Правила збирання і сушки лікарських рослин, 1985) в кінці серпня, коли закінчується приріст більшості рослин. Відбір ґрунтових зразків проводили згідно з ДСТУ 17.4.4.03-84. Зразки ґрунту відбирали з орного шару тих самих елементарних ділянок, площею біля 100 м2, що й рослини. Видову та родинну належність рослин визначали за допомогою «Определителя высших растений Украины» (1999). У рослинному матеріалі флуориди визначали потенціометричним методом із флуоридселективним електродом. Визначення водорозчинних форм Флуору в ґрунті проводили в стандартній водній витяжці з відповідною кількістю буфера "Броис", рухомих форм - у кислотній витяжці (НСІО4, рН=1,0) із розчином натрію цитрату потенціометричним методом (Гришко, 1996). Визначення актуальної та обмінної кислотностей проводили рН-метричним методом (ДСТУ 3980-2000); гідролітичної кислотності, суми ввібраних основ, гумусу, вмісту Нітрогену - титриметричними методами (ДСТУ 3980-2000). Дослідження зразків ґрунту на вміст Калію та Фосфору проводили, відповідно, потенціометричним і фотоелектроколориметричним методами.

Розрахунки коефіцієнта біологічного поглинання (КБП) та коефіцієнта специфічного відносного поглинання (КСВП) проводили за загальновідомими формулами (Кабата-Пендіас А., 2001). КБП розраховували як відношення вмісту елемента у рослині до його вмісту в ґрунті для кожного досліджуваного виду, КСВП - як відношення вмісту елемента в рослині до середнього вмісту елемента в усіх рослинах із одного місцезростання.

Географічні координати лучних біотопів визначали за допомогою персонального навігатора GPS-12.

Зі статистичних методів аналізу використовували кореляційний, регресійний та дисперсійний аналізи (Боровиков В. П., 2003; Яковлев В. Б., 2005).

Результати досліджень та їх обговорення

флуорид ґрунт біотоп рослина

Загальний аналіз вмісту флуоридів у ґрунтах і рослинах лучних біотопів Чернівецької області. Для виявлення рослин із високим рівнем поглинання флуоридів проведено загальний аналіз вмісту сполук Флуору в рослинах лучних біотопів. Установлено, що межі вмісту флуоридів у надземній частині рослин гірської території (Покутсько-Буковинські Карпати) складають 0,22 - 4,14 мг/кг сух. маси, у підземній - 0,23 - 3,87 мг/кг сух. маси. На рівнинній території Чернівецької області цей діапазон виявився більшим і становив у надземній частині 0,15-7,63 мг/кг сух. маси, у підземній - 0,2-7,76 мг/кг сух. маси.

Екодіаграми, побудовані за методом К. Заржицького (Zarzycki K., 1976), засвідчили, що діапазон вмісту флуоридів, який властивий для більшості досліджуваних рослин Покутсько-Буковинських Карпат, становив у надземній частині 0,22 - 1,20 мг/кг сух. маси, у підземній частині - 0,23 -1,27 мг/кг сух. маси. Для більшості рослин рівнинної території вміст флуоридів у надземній частині становив 0,15 - 1,09 мг/кг сух. маси, у підземній частині - 0,2-1,28 мг/кг сух. маси.

Отримані результати свідчать про дефіцит Флуору в рослинах досліджуваного регіону, оскільки, згідно з діючими нормативами, максимально рекомендовані межі вмісту флуоридів у кормах - 20 - 40 мг/кг сух. маси, а допустимими рівнями вмісту флуоридів у сіні вважають 20 мг/кг, у соломі - 15 мг/кг [Методические указания, 1993].

Для оцінки міграційної здатності сполук Флуору в системі ґрунт-рослина досліджували водорозчинні та рухомі форми Флуору в ґрунтах Чернівецької області. Діапазон водорозчинних форм Флуору складав 0,40 - 1,20 мг/кг сух. маси, рухомих форм Флуору - 0,51 - 4,72 мг/кг сух. маси. Середній вміст водорозчинних форм становив 0,74 ± 0,071 мг/кг сух. маси, рухомих - 1,69 ± 0,403 мг/кг сух. маси. Установлена пряма кореляційна залежність між вмістами рухомих і водорозчинних форм Флуору (r = 0,75; Р < 0,01).

Низький вміст флуоридів, виявлений у ґрунті лучних біотопів Чернівецької області, узгоджується з літературними даними щодо ендемічності Чернівецької області за гіпофлуорозом (Ванханен В. В., 1997; Руденко С. С., 2001).

Видова специфіка поглинання флуоридів рослинами лучних біотопів Чернівецької області. Специфіку поглинання флуоридів рослинами лучних біотопів залежно від їх таксономічної належності оцінювали за такими критеріями: вміст флуоридів у рослинах; коефіцієнт специфічного відносного поглинання (КСВП), коефіцієнт біологічного поглинання (КБП) флуоридів.

Серед досліджуваних видів виділяли екологічні групи за вмістом флуоридів (табл. 1).

Таблиця 1

Екологічні групи рослин за вмістом флуоридів

Екологічна група	Частина рослини	Представники екологічних груп
1. Рослини зі стабільно високим для досліджу-ваного регіону вмістом флуоридів	Надземна	Echium vulgare L.
	Підземна	Chamаerion angustifolium (L.) Hоlub
2. Рослини з підвищеним вмістом флуоридів за сприятливих умов зростання	Надземна та підземна	Bidens tripartita L., Plantago lanceolata L., Verbascum thapsus L., Rumex acetosa L.
	Надземна	Astragalus glycyphyllos L., Astrantia major L., Campanula persicifoliaL., Carlina cirsioіrdes K., Coronilla varia L., Linaria vulgaris Mill., Eryngium campestre L., Lotus arvensis Pers., Trifolium arvense L.
	Підземна	Agrimonia eupatoria L., Centaurea jacea L., Plantago major L., Polygonum aviculare L., Stachys germanica L.
3. Рослини зі стабільно низьким вмістом флуоридів	Надземна та підземна	Artemisia absinthium L., Artemisia vulgaris L., Cichlorium intybus L., Hypericum perforatum L., Matricaria perforata Merat, Mentha arvensis L., Verbena officinalis L.

До першої групи віднесено види рослин із високим для досліджуваного регіону вмістом флуоридів, які в усіх біотопах нагромаджували флуориди в кількостях, що перевищують 1,5 мг/кг сух. маси в надземній чи підземній частині. Другу групу становлять види рослин, які в окремих біотопах нагромаджували флуориди в кількості більше за 2,0 мг/кг сух. маси. Третя група охоплює види рослин із вмістом флуоридів, меншим за 1,50 мг/кг у надземній і підземній частинах у всіх досліджуваних біотопах.

Серед досліджуваних видів рослин першої та третьої екологічних груп, виділених за вмістом флуоридів, тільки для надземної та підземної частин Chamаerion angustifolium (L.) Hоlub встановлені КСВП > 1 у всіх досліджуваних біотопах (рис. 1).

Види Verbena officinalis L., Hypericum perforatum L., Artemisia absinthium L. характеризувалися низькими значеннями цього показника (КСВП < 1).



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

- надземна частина;

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

- підземна частина.

За КБП серед досліджуваних видів виділені групи рослин із високою, підвищеною та низькою інтенсивністю поглинання (ІП) флуоридів (табл. 2).

Першу групу рослин складають 5 видів - Plantago major L., Chamаerion angustifolium (L.) Hоlub, Bidens tripartita L., Clinopodium vulgare L., Astrantia major L., які в усіх місцях зростання поглинають флуориди. Другу групу рослин складають 36 видів, які нагромаджують сполуки Флуору тільки в окремих біотопах. До третьої групи рослин віднесено 10 видів, які в усіх місцях зростання характеризувалися КБП < 1. Серед них 4 види, що мають низьку ІП у надземній і підземній частинах - Artemisia absinthium L., Artemisia vulgaris L., Hypericum perforatum L., Mentha arvensis L.

Таблиця 2

Екологічні групи рослин за інтенсивністю поглинання флуоридів

Екологічна група	КБП	Місце виявлення	Представники екологічних груп
1. Рослини з високою ІП флуоридів	? 1,0	В усіх місцях зрос-тання	1. У надземній та підземній частинах: Bidens tripartita L. 2. У надземній частині: Astrantia major L., Clinopodium vulgare L. 3. У підземній частині: Chamаerion angustifolium (L.) Hоlub, Plantago major L.
2. Рослини з підвищеною ІП флуоридів	? 1,0	В окремих місцях зрос-тання	1. У надземній і підземній частинах: Agrimonia eupatoria L., Cichlorium intybus L.,Centaurea jacea L., Daucus carota L., Echium vulgare L., Eryngium campestre L., Plantago lanceolata L., Polygonum aviculare L., Verbascum thapsus L., Rumex acetosa L., Stachys germanica L. 2. У надземній частині: Artemisia annua L., Astragalus glycyphyllos L., Campanula persicifolia L., Carlina cirsioіrdes K., Centaurea diffusa Lam., Coronilla varia L., Erigeron canadensis L., Euphorbia cyparissias L., Lavatera thuringiaca L., Leucanthemum vulgare Lam., Linaria vulgaris Mill., Lotus arvensis Pers., Matricaria perforata Merat, Melilotus officinalis (L.) Pall, Rorippa sylvestris (L.) Bees., Stachys germanica L., Stenactis annua Nees, Taraxacum officinale Webb., Trifolium arvense L., Trifolium pratense L., Xanthium strumarium L., Prunella vulgaris L. 3. У підземній частині: Achillea submillefolium L., Artemisia austriaca Jacq, Verbena officinalis L.
3. Рослини з низькою ІП флуоридів	< 1	В усіх місцях зрос-тання	1. У надземній і підземній частинах: Artemisia absinthium L., Artemisia vulgaris L., Hypericum perforatum L., Mentha arvensis L. 2. У надземній частині: Berteroa incana L.DC., Equisetum arvense L., Heracleum sibiricum L., Salvia verticillata L., Scabiosa ochroleuca L., Urtica urens L.

За критеріями оцінки поглинання флуоридів серед досліджуваних видів рослин виділено тільки 1 вид як можливий концентратор - Chamаerion angustifolium (L.) Hоlub і 2 види як можливі деконцентратори - Hypericum perforatum L. і Artemisia absinthium L. Проте із них тільки Chamаerion angustifolium (L.) Hоlub характеризувався низькою варіабельністю вмісту флуоридів (стенобіонтний вид щодо Флуору), інші два види характеризувалися високою варіабельністю вмісту (еврібіонтні види щодо Флуору).

Отже, при аналізі рослин за комплексом критеріїв оцінки поглинання флуоридів встановлено, що вид Chamаerion angustifolium (L.) Hоlub є концентратором флуоридів. Натомість гіпотеза про наявність рослин-деконцентраторів була відхилена.

Для виявлення родини, рослини якої мали б вибіркову здатність до поглинання флуоридів, побудовано рейтинг родин за середнім вмістом флуоридів (рис. 2).

Рис. 2. Рейтинг родин рослин за середнім вмістом флуоридів у надземній частині

Рослини родин Lamiaceae й Asteraceae характеризувалися найменшим середнім вмістом флуоридів. Очолює цей рейтинговий ряд родина Plantaginaceae.

Розрахунок КСВП і КБП флуоридів для представників найчисленніших родин не виявив родини, всі рослини якої б характеризувались КСВП > 1 і КБП > 1. Найбільші значення КСВП і КБП установлені для рослин родини Plantaginaceae.

Залежність поглинання флуоридів рослинами лучних біотопів Чернівецької області від едафічних чинників. Для вивчення міграційної здатності сполук Флуору в системі «ґрунт-рослина» досліджували фізико-хімічні властивості ґрунтів. Дослідження залежностей вмісту флуоридів у рослинах лучних біотопів від вмісту водорозчинних і рухомих форм Флуору не виявило прямого зв'язку між ними. При аналізі зв'язків між середнім вмістом флуоридів у надземній і підземній частинах рослин кожного біотопу і кожним із досліджуваних фізико-хімічних показників ґрунту (актуальна, обмінна, гідролітична кислотність, сума ввібраних основ, ємність поглинання, ґумус і елементи живлення) достовірних кореляційних залежностей не виявлено, що пояснюється наявністю у вибірці ґрунтів різного ґенезу. Проте аналіз кореляційних зв'язків між вмістом флуоридів у різних видах рослин і показниками едафотопу свідчить про специфічність щодо нагромадження Флуору окремими видами (табл. 3).

Таблиця 3

Коефіцієнти кореляційної залежності вмісту флуоридів у найпоширеніших рослинах лучних біотопів від показників фізико-хімічних властивостей ґрунту

Вид рослини	Частина рослини	wFвод	wFрух	рНКСІ	рНН2О	ГК	СВО	Гумус %	Р2О5	К2О	N
		мг/кг			Мг-екв/100 г		мг/1кг
Daucus carota L.	Надз	-0,98	-0,63	-0,12	-0,01	0,01	0,61	0,26	0,54	0,34	0,38
	Підз	-1,0	-0,69	-0,93	-0,95	0,99	-0,68	-0,89	-0,70	-0,90	-0,30
Centaurea jacea L.	Надз	-0,17	0,28	0,06	0,41	-0,34	0,51	-0,21	0,18	0,07	-0,29
	Підз	-0,12	0,55	0,98	0,57	-0,51	0,76	0,98	0,75	0.86	0,42
Linaria vulgaris M.	Надз	0,69	0,89	0,77	0,67	-0,65	0,67	0,30	0,41	0,20	-0,34
Mentha arvensis L.	Надз	0,54	0,66	-0,18	0,38	-0,36	-0,61	-0,44	-0,48	-0,14	-0,56
	Підз	0,71	0,50	1,0	0,75	-0,74	0,38	0,55	0,56	0,47	-0,49
Plantago lanceolata L.	Надз	0,66	0,96	0,87	0,78	-0,68	0,88	0,57	0,94	0,47	-0,28
	Підз	-0,52	-0,59	-0,95	-0,89	0,91	-0,80	-0,88	-0,77	-0,59	-0,36

Примітки:

1. wFвод - вміст водорозчинних форм Флуору; wFрух - вміст рухомих форм Флуору; рНКСІ - обмінна кислотність; рНН2О - актуальна кислотність; ГК - гідролітична кислотність; СВО - сума ввібраних основ; ЄП - ємність поглинання,

2. жирний шрифт - значення вірогідні при P<0,05.

Стосовно видів, для яких значення вмісту флуоридів відповідали нормальному розподілу, встановлена залежність вмісту Флуору від сукупності едафічних чинників (табл. 4).

Таблиця 4

Рівняння покрокової множинної регресії залежності вмісту флуоридів у рослинах лучних біотопів від едафічних чинників

Назва виду	Рівняння покрокової множинної регресії	Статистична оцінка вірогідності
Linaria vulgaris Mill.	wFнадз=1,953+0,44w Fвод-0,306Гумус-0,278ГК	R=0,9; R 2 = 0,92 P<0,05
Centaurea jacea L.	wFнадз=-33,827+7,697wFвод+6,762wFрух + 3,08Гумус +1,743рНН2О	R =0,8; R 2 = 0,90 P<0,05
	wFпідз=-0,188-1,946w Fвод +0,465Гумус + 0,254рНН2О +0,108wFрух	R =0,9; R 2 = 0,90 P<0,05
Plantago lanceolata L.	wFнадз =-13,455+2,434wFвод +0,204wFрух	R =0,9; R 2 = 0,92 P<0,05
	wFпідз=10,889+8,613w Fвод-1,788 Гумус+0,797рНН2О+0,469wFрух	R =0,9; R 2 = 0,91 P<0,05

Примітка. wFвод - вміст водорозчинних форм Флуору; wFрух - вміст рухомих форм Флуору; рНН2О - актуальна кислотність; ГК - гідролітична кислотність

Серед еврібіонтних щодо Флуору видів рослин із підвищеним вмістом флуоридів необхідно відзначити Plantago lanceolata L., як перспективний кормовий вид для поліпшення мінерального живлення великої рогатої худоби на ендемічних за гіпофлуорозом територіях. Результати регресійного аналізу засвідчили, що вміст флуоридів у надземній і підземній частинах Plantago lanceolata L. визначається вмістом водорозчинних і рухомих форм Флуору. Водночас вміст флуоридів у підземній частині більший при зростанні на некислих, збіднених гумусом ґрунтах.

Вплив географічних особливостей місцезростання рослин на вміст флуоридів у системі «ґрунт-рослина». Для вивчення впливу мега- та мезорельєфу на міграційну здатність сполук Флуору в системі «ґрунт-рослина" досліджували вміст флуоридів у ґрунті й рослинах схилових і рівнинних, суходільних і заплавних біотопів гірської та рівнинної території Чернівецької області (рис. 3).



Рис. 3. Уміст флуоридів у ґрунті та рослинах досліджуваних біотопів Чернівецької області

Примітка. * - значення вірогідні у порівнянні з вмістом водорозчинних форм Флуору в ґрунті (Р<0,05); # - значення вірогідні у порівнянні з вмістом рухомих форм Флуору в ґрунті (Р<0,05); ^ - значення вірогідні у порівнянні з вмістом флуоридів у надземній частині рослин (Р<0,05); ¤ - значення вірогідні у порівнянні з вмістом флуоридів у підземній частині (Р<0,05)

Доведено, що вплив місцезростання на нагромадження флуоридів у рослинах, в основному, пов'язаний із різною доступністю з ґрунту сполук Флуору, із яких водорозчинні форми доступніші для рослин, ніж рухомі. Причому, рухомі форми Флуору доступніші на рівнинних луках, ніж на схилах, що сприяє нагромадженню флуоридів у підземній частині рослин рівнинних територій. Установлено достовірну відмінність щодо вмісту флуоридів у надземній частині рослин суходолів і заплав. Відзначено, що вміст флуоридів у рослинах суходільних луків зумовлений, переважно, водорозчинними формами Флуору, а у рослинах заплавних луків - більше рухомими формами.

Результати досліджень залежності нагромадження флуоридів рослинами від їх географічного розташування засвідчили достовірну залежність вмісту флуоридів у підземній частині рослин від північної широти (r = - 0,75, Р<0,01), тобто з просуванням на північ області вміст Флуору в рослинах у підземній частині зменшується.

Висновки

Проведено дослідження вмісту й динаміки флуоридів у системі «ґрунт-рослина» та встановлено закономірності поглинання флуоридів трав'янистими рослинами лучних біотопів Чернівецької області. Результати досліджень дають можливість оцінити поглинання флуоридів за дії різних абіотичних факторів.

1. Діапазони вмісту флуоридів для більшості досліджуваних видів рослин лучних біотопів Чернівецької області складають 0,15 - 1,20 мг/кг сух. маси для надземної частини та 0,20 - 1,28 мг/кг сух. маси для підземної частини. Вміст рухомих форм Флуору в ґрунтах Чернівецької області становить 0,51 - 4,72 мг/кг сух. маси, водорозчинних форм Флуору - 0,40 - 1,20 мг/кг сух. маси.

2. За комплексом критеріїв (вміст флуоридів, коефіцієнт специфічного відносного поглинання, коефіцієнт біологічного поглинання) встановлені екологічні групи рослин з різним рівнем поглинання флуоридів. Виділено рослину-концентратор

Chamaerion angustifolium (L.) Holub. Доведено, що підвищену здатність до нагромадження флуоридів виявляють рослини родини Plantaginaceae.

3. Установлені достовірні видоспецифічні залежності між вмістом Флуору у рослинах та едафічними чинниками. Рослини виду Plantago lanceolata L., який серед досліджуваних видів становить найбільшу харчову цінність для великої рогатої худоби, нагромаджують флуориди на некислих малогумусних ґрунтах.

4. Доведено вплив макро- та мезорельєфу на вміст різних форм Флуору в ґрунті та їх доступність рослинам. Вміст флуоридів у рослинах зростає в напрямку від гірської до рівнинної території й визначається, переважно, водорозчинними формами Флуору. Рухомі форми Флуору доступніші для рослин на рівнинних луках, порівняно з лучними схилами, та на заплавних луках, порівняно з суходолами.

5. Установлене пріоритетне нагромадження флуоридів у підземній частині для більшості досліджуваних видів рослин Чернівецької області.

Список публікацій за темою дисертації

1. Костишин С.С. Виділення екологічних груп рослин лучних біотопів Чернівецької області за потребою у Флуорі / С. С. Костишин, О. О. Перепелиця // Вісник Львівського університету. Серія біологічна. - 2008. - Вип. 47. - С. 110-115. (Дисертантом виконано відбір і аналіз ґрунту, рослинного матеріалу; проведено визначення рослин за таксономічною приналежністю, дано оцінку поглинання флуоридів рослинами лучних біоценозів, проведено математичний аналіз результатів).

2. Костишин С. С. Оцінка поглинання флуоридів рослинами лучних біотопів Чернівецької області / С. С. Костишин, О. О. Перепелиця // Вісник Чернівецького національного університету. - 2008. - Вип. 417, Ч. 2. - С. 181-187. (Дисертантом виконано відбір і аналіз ґрунту, рослинного матеріалу; проведено визначення рослин за таксономічною приналежністю, дано оцінку поглинання флуоридів рослинами лучних біотопів).

3. Перепелиця О. О. Вміст фторидів у рослинах лучних біотопів Чернівецької області / О. О. Перепелиця, С. С. Руденко // Вісник Запорізького національного університету. - Запоріжжя, 2007. - № 1. - С. 159-164. (Дисертантом виконано відбір і аналіз рослинного матеріалу; проведено визначення рослин за таксономічною приналежністю, проведено математичний аналіз результатів).

4. Руденко С. С. Видова специфіка накопичення фторидів рослинами лучних біоценозів Чернівецької області / С. С. Руденко, О. О. Перепелиця // Проблеми екології та медицини. - Полтава, 2006. - № 5-6. - С. 25-28. (Дисертантом виконано відбір і аналіз ґрунту, рослинного матеріалу; проведено визначення рослин за таксономічною належністю, дано оцінку поглинання флуоридів лучними рослинами).

5. Руденко С. С. Вплив едафічних факторів на накопичення фторидів рослинами лучних біотопів Чернівецької області / С. С. Руденко, О. О. Перепелиця // Проблеми екології та медицини. - Полтава, 2007. - № 1-2. - С. 3-7. (Дисертантом виконано відбір і аналіз ґрунту; дано оцінку впливу едафічних чинників на поглинання флуоридів рослинами лучних біотопів).

6. Перепелиця О. О. Вміст фторидів у дикорослих лікарських рослинах різних природних зон Чернівецької області / О. О. Перепелиця // Матеріали ІІ науково-практичної конференції з міжнародною участю «Оздоровчі ресурси Карпат і прилеглих регіонів», 6-7 жовтня 2005 року. - Чернівці, 2005. - С.117-118. (Дисертантом виконано відбір і аналіз ґрунту, рослинного матеріалу; проведено визначення рослин за таксономічною належністю, дано оцінку поглинання флуоридів лучними рослинами, підготовлено матеріал до друку).

7. Перепелиця О. О. Поглинання фторидів дикорослими лікарськими рослинами Передкарпаття / О. О. Перепелиця, К. П. Ткачук // «ХИСТ» Всеукраїнський медичний журнал молодих вчених. - 2006, Вип. 8. - С. 164. (Дисертантом виконано відбір і аналіз ґрунту, рослинного матеріалу; дано оцінку поглинання флуоридів лучними рослинами, підготовлено матеріал до друку).

8. Перепелиця О. О. Поглинання фторидів лікарськими рослинами лучних угруповань Чернівецької області / О. О. Перепелиця // Міжн. конф., присв. 20-річчю біологічного факультету ЗНУ «Сучасні проблеми біології, екології та хімії» / Зб. матер., 29 березня - 1 квітня 2007 р. - Запоріжжя, 2007. - С. 351-352. (Дисертантом виконано відбір і аналіз ґрунту, рослинного матеріалу; дано оцінку поглинання флуоридів лучними рослинами, підготовлено матеріал до друку).

9. Перепелиця О. О. Акумуляція фторидів рослинами лучних біотопів Чернівецької області / О. О. Перепелиця, І. Ф. Мещишен // ІХ наук. конф. студ., магістр. і асп. «Екологічні проблеми регіонів України» / Зб. матер., 11-12 травня 2007 р. - Одеса, 2007. - С. 232-233. (Дисертантом виконано відбір і аналіз ґрунту, рослинного матеріалу; дано оцінку нагромадження флуоридів лучними рослинами, підготовлено матеріал до друку).

10. Перепелиця О. О. Вплив кліматичних чинників на вміст флуоридів у рослинах лучних біотопів Чернівецької області / О. О. Перепелиця, С. С. Руденко // Вісник Прикарпатського національного університету / Матер. Міжнародної наук. конф. «Проблеми вивчення та охорони біорізноманіття Карпат і прилеглих територій». - Івано-Франківськ, 2007. - Вип. VII-VIII. - С. 216-218. (Дисертантом виконано відбір і аналіз рослинного матеріалу; статистичну обробку матеріалу).

Анотація

Перепелиця О.О. Аутекологічні особливості поглинання флуоридів рослинами лучних біотопів Чернівецької області. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук зі спеціальності 03.00.16 - екологія. - Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чернівці, 2009.

У дисертаційній роботі проведено дослідження вмісту та динаміки флуоридів у системі «ґрунт-рослина». Установлено специфіку поглинання флуоридів рослинами залежно від їх таксономічної належності.

Досліджений вплив едафічних, орографічних і кліматичних чинників на поглинання флуоридів рослинами.

Проведена кількісна оцінка впливу едафічних чинників на поглинання флуоридів рослинами за допомогою регресійного аналізу.

Ключові слова: поглинання, флуориди, рослини, аутекологічні особливості, екологічні чинники.

Аннотация

Перепелица О.О. Аутэкологические особенности поглощения фторидов растениями луговых биотопов Черновицкой области. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.16 - экология. - Черновицкий национальный университет имени Юрия Федьковича, Черновцы, 2009.

В диссертационной работе проведено исследование содержания и динамики фторидов в системе «почва-растение». Установлена специфика поглощения фторидов растениями в зависимости от их таксономической принадлежности.

Исследовано влияние эдафических, орографических и климатических факторов на поглощение фторидов растениями. Доказано, что поглощение фторидов растениями различных видов избирательно зависит от эдафических факторов. Определена количественная оценка влияния эдафических факторов на поглощение фторидов растениями с помощью регрессионного анализа.

Доказано влияние макро- и мезорельефа на содержание различных форм фтора в почве и их доступность растениям. Содержание фторидов в растениях возрастает в направлении от горной к равнинной местности и определяется, преимущественно, водорастворимыми формами фтора.

Установлено приоритетное накопление фторидов в подземной части для большинства исследуемых видов растений Черновицкой области.

Ключевые слова: поглощение, фториды, растения, аутэкологические особенности, экологические факторы.

Annotation

Perepelitsa O.O. Autecologic Peculiarities of Fluoride Absorption by Meadow Biotope Plants in Chernivtsi Region. - Manuscript.

Dissertation for the scientific degree of Candidate of Biological Sciences in speciality 03.00.16 - ecology. - Chernivtsi National University named after Yuri Fedkovich, 2009.

A study of fluoride content and dynamics in the system “soil-plant” has been made in the dissertation. Special features of fluoride absorption by plants depending on their taxonomic quality were established.

Ecological groups of plants with a different level of fluoride absorption have been established according to the complex of criteria (fluoride content, coefficient of specific relative absorption). A plant-concentrator - Chamaerion angustifolium (L.) Holub was distinguished. Plantaginaceae plants were proved to have an increased ability for fluoride absorption.

Ideas concerning the influence of edaphic, orographic and climatic factors on fluoride absorption by plants were intensified. Fluoride absorption by different species of plants has been established to depend on edaphic factors selectively. Quantitative value of the effect of edaphic factors on fluoride absorption by plants was determined by means of regression analysis.

The influence of macro- and mesorelief on the content of different Fluor forms in soil and their accessibily to plants has been determined. Fluoride content in plants increases in the direction from mountainous to flat territory and is mostly characterized by water-soluable form of Fluor. Mobile forms of Fluor are accessible to the plants on flat meadows if compared to dry valleys.

Primary fluoride concentration takes place in the underground part of the plants.

Key words: absorption, fluorides, plants, autecologic peculiarities, ecologic factors.

Размещено на Allbest.ru