WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 |

Фитоиндикация локальных электромагнитных аномалий низкой интенсивности в окружающей среде

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Ярославцев

Николай Александрович

ФИТОИНДИКАЦИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ АНОМАЛИЙ НИЗКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ

В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ

03.02.08 – Экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

кандидата биологических наук

Омск 2011

Работа выполнена в ГОУ ВПО "Омский государственный педагогический университет".

Научный руководитель: доктор биологических наук,

профессор, Григорьев Аркадий

Иванович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор, Степанова Ирина

Петровна

кандидат биологических наук,

доцент, Мельникова Оксана

Юрьевна

Ведущая организация: РАСН СО ГНУ "Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Защита состоится "10" июня 2011 года в 12 часов 30 минут. На заседании диссертационного совета ДМ 212.177.05 при ГОУ ВПО "Омский государственный педагогический университет" по адресу: 644099, г. Омск, Набережная Тухачевского, 14.

Телефон /факс: 8 (3812) 23-12-20, e-mail: kolpakova@omgpu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на официальном сайте ( http://www.omgpu.ru ) Омского государственного педагогического университета.

Автореферат разослан "6" мая 2011 г.

Отзывы, заверенные печатью, можно отправлять по адресу: 644099, г. Омск, Набережная Тухачевского, 14, тел./факс: 8 (3812) 23-10-20.

Учёный секретарь

диссертационного Совета Т.Ю. Колпакова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Управляющая 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. Системно сформировался новый фактор влияния на биоту, в виде комплекса электромагнитных полей и излучений естественного и искусственного происхождения, который по оценкам Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) квалифицируется как "электромагнитное загрязнение окружающей среды". Наряду с другими факторами это приводит к формированию геотехнопатогенных зон. Это вызывает необходимость более глубокого изучения таких процессов и явлений, обладающих биотропными свойствами (Бурлаков и др. 2003; Галль и др., 2003, 2006, 2009; Егоров, 2008; Александров, 2010).

Известно, что ЛЭМАНИ, в зависимости от их свойств могут вызывать различную скорость роста и развития растений, в виде активации или ингибирования (Дубров, 1993, 1995, 2009; Гридин и др., 1994; Леднёв 1996; Белова и др., 2003; Богатина, 2003, 2006). 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. (Кулагин, 1980; Григорьев, 2000, 2004; Бобренко, 2004; Александров, 2010). Аномальная реакция роста и развития растений, проявляющаяся в морфологических изменениях их органов, причиной которых являются ЛЭМАНИ, в экологических исследованиях ранее не учитывалась и не применялась.

Предлагается выявлять места присутствия ЛЭМАНИ путём оценки изменений по показателю "средняя длина ростка" проростков семян растений-индикаторов. Они выращиваются в водной среде, на модельных площадках, разделённых на ячейки, которые условно оцениваются как точки с заданными (выбранными) координатами. Сравнение средних показателей по каждой ячейке, относительно средних показателей полученных для всех ячеек площадки или площадки "контроль", позволяет, при статистически достоверных выборках по этому показателю, выявлять присутствие самих ЛЭМАНИ. Также это дает возможность определять их размеры и характер их влияния на тест-объекты в лабораторных и полевых условиях с минимальными затратами.

Цель исследования: определить возможность индикации ЛЭМАНИ по величине показателей реакции (скорости) роста и развития растительных тест-объектов в лабораторных и полевых условиях. На основании полученных данных разработать метод выявления таких аномалий, методику определения их размеров и характер влияния на растения.

Задачи исследования.

1. На основании литературных данных обосновать возможность выявления ЛЭМАНИ по реакции (скорости) роста и развития растений-индикаторов.

2. Практическим методом определить растения-индикаторы, пригодные для выявления ЛЭМАНИ.

3. Разработать метод индикации и методику определения размеров ЛЭМАНИ растительными тест-объектами.

4. Провести проверку разработанного метода и методики на модельных площадках в лабораторных и полевых условиях, с применением средств инструментального контроля.



Научная новизна и теоретическая значимость результатов исследования.

  1. Впервые практически подтверждены теоретические предпосылки по возможности выявления ЛЭМАНИ растениями-индикаторами.
  2. Впервые предложен метод индикации ЛЭМАНИ растениями-индикаторами (пшеница и фасоль), методика определения их размеров и других показателей на модельных площадках, разделённых на ячейки маркерами, которые расположены в заданных (выбранных) координатах.
  3. Впервые показано, что сравнение показателя "средняя длина ростка" проростков семян пшеницы и фасоли, выращенных в водной среде, в ячейках прилегающих друг к другу, и их группировка относительно средних величин по всей площадке, даёт возможность выделить зоны активации и ингибирования роста растений индикаторов. Это позволяет выявлять присутствие ЛЭМАНИ, схему их расположения, размеры и характер воздействия на растения.

Практическое значение работы. Показана возможность использования предложенного метода фитоиндикации ЛЭМАНИ и методики определения их размеров в лабораторных и полевых условиях. Указанные метод и методика позволяет определять размеры ЛЭМАНИ и характер их воздействия на проростки семян пшеницы и фасоли как растений-индикаторов.

Это позволяет использовать предложенный метод и методику при экологическом мониторинге окружающей среды для выявления присутствия ЛЭМАНИ как зон биологического комфорта или дискомфорта для роста и развития растений. Разработанный метод и методика является доступным и малозатратным способом выявления ЛЭМАНИ, который можно использовать как самостоятельно, так и используя средства инструментального контроля. Данный метод и методика применялись в ООО "Центр инноваций и повышения квалификации "Экватор" г. Омск, в 2007-2009 гг для решения прикладных задач в медико-биологических и экологических исследованиях. Результаты теоретических разработок материалов диссертации и публикации по указанной теме используются в учебном процессе ОмГПУ г. Омска на химико-биологическом факультете по дисциплинам экологического направления (прикладная экология, мониторинг окружающей среды, геоэкология).

Положения, выносимые на защиту:

  1. Метод фитоиндикации ЛЭМАНИ, по оценке средней длины ростков проростков семян, растений-индикаторов, позволяет установить присутствие таких аномалий.
  2. Разработанная методика оценки параметров ЛЭМАНИ, позволяет оценить степень их влияния на рост и развитие растений-индикаторов.

Оценка личного вклада. Исследования выполнены автором самостоятельно.

Апробация результатов исследований. Материалы основных результатов исследований по теме диссертации представлены и обсуждены: на международной научно-практической конференции "Инновационные технологии в повышении качества образования" (Омск, 2006); на международных научно-практических конференциях "Эколого-экономическая эффективность природопользования на современном этапе развития Западно-Сибирского региона" (Омск, 2006, 2008); на I Международной научно-практической конференции "Основы физических взаимодействий: теория и практика" (Киев, 2008); на IV Международной конференции "Электромагнитные излучения в биологии (Калуга, 2008); на Международной научной конференции "Становление и развитие научных исследований в высшей школе" (Томск, 2009).

Публикации. По материалам исследований опубликовано одиннадцать печатных работ, в том числе три статьи в изданиях рекомендованных ВАК Министерством образования и науки.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов и 7 приложений. Изложена на 210 страницах машинописного текста, имеет 14 таблиц, 26 рисунков. Список литературы содержит 196 наименований, в том числе 26 на иностранных языках.

Содержание работы

Во введении дано обоснование актуальности изучения влияния ЛЭМАНИ как фактора воздействия на рост и развитие высших растений, в зависимости от расположения и характеристик аномалий. Сформулированы цели и задачи исследования, рассмотрена практическая значимость работы.

Глава I. Обоснование возможности выявления присутствия ЛЭМАНИ методом фитоиндикации.

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 изменённом 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. 2003; Егоров, 2008; Александров и др., 2006; Александров, 2010).

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; Аксёнов 2006; Галль, 2003, 2006, 2009; Егоров, 2008).





Известно, что сочетания градиентов геофизических полей различной локальности, протяжённости и интенсивности формируют их аномалии. Они являются основой для формирования изменённого геофизического рельефа. Это создаёт условия для изменений почвенных и растительных ландшафтных комплексов. При этом возможно проявление ЛЭМАНИ в виде "пятен", "полос" в их различном сочетании (Гридин и др., 1994; Кирпотин 1994; Гак 2005; Егоров, 2008). Изучение морфогенеза высших растений на растительных тест-объектах, находящихся в зоне действия ЛЭМАНИ, и оценка изменений размеров их органов, может обладать большой прогностической ценностью в биологических и экологических исследованиях.

Такие методологические подходы, в целом, распространяются на растительные сообщества, что предполагает изучение пространственной структуры и ландшафтных комплексов фитоценозов, их геометрического строения надорганизменного и организменного уровня, в том числе по изменённому морфогенезу (Гридин и др., 1994; Кирпотин, 1994, 1997, 2003; Ларионов, 2003; Григорьев, 2004).

Это соответствует методологическим разработкам теории симметрии в естественных науках, предполагающим симметричное формирование объектов, относительно внешней среды и соответствует представлениям В.И. Вернадского о глубокой неоднородности пространства биосферы (Кирпотин, 1994, 2003, 2005).

Литературные данные позволяют сформулировать рабочую гипотезу о том, что показатели скорости роста высших растений могут служить индикационным признаком присутствия ЛЭМАНИ. Это может дать возможность выявлять их присутствие с помощью метода фитоиндикации (Дубров, 1974, 1993, 1995, 2009; Hartman, 1986; Гридин и др., 1994; Кравченко, 1997; Некрасов, 1996; Бакиров, 2003; Григорьев, 2003, 2004; Егоров, 2008; Александров, 2010).

Глава II. Метод фитоиндикации ЛЭМАНИ и методика определения размеров, характера и степени их влияния на растения-индикаторы.

В основе предлагаемого метода фитоиндикации ЛЭМАНИ заложены методические разработки оценки урожайности сельскохозяйственных культур по предварительной оценке качества семян (Ларионов 2003, 2005). 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 ёмкостях с водой, даёт 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. Семена размещаются в рулонах из полиэтиленовой плёнки определённого размера в ёмкостях с водой и вложенной внутрь фильтровальной бумагой.

Для оценки влияния ЛЭМАНИ на рост и развитие растений-индикаторов, был выбран наиболее эффективный индикационный признак – "длина ростка" проростков семян.

Семена пшеницы и фасоли были выбраны как наиболее распространенные модельные растения. Они принадлежат к разным видам и могут по-разному реагировать на ЛЭМАНИ. Метод предусматривает выбор одной или нескольких модельных площадок, которые делятся на ячейки 10 х 10 см маркером, изготовленным в виде деревянных решёток размером 0,5 х 0,5 м. Такие размеры маркера соответствуют размерам геодезических сеток, используемых при замерах постоянной составляющей магнитного поля Земли (Александров, 2010). Во всех ячейках, которые условно принимаются за точки с заданными (выбранными) координатами, располагаются ёмкости с водой. В них закладывается в необходимом количестве, скреплённые между собой рулоны с семенами, с высокой плотностью их размещения, для получения статистически достоверных выборок.

После окончания проращивания, измеряется длина всех ростков проростков семян, данные заносятся в рабочий журнал. Далее вычисляется их средняя длина, как по каждой ячейке (n), так и по всей модельной площадке (n), с занесением данных в таблицу. Таблица представляет собой проекцию модельной площадки в определённом масштабе, размеченную на ячейки. После этого составляется схема расположения зон активации и ингибирования, относительно показателя (n).

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.

Дополнительно определяется средняя амплитуда колебаний по средней длине ростков, для каждой ячейки и модельной площадке в целом, соответственно An и Аn. Для оценки присутствия ЛЭМАНИ с различными характеристиками,-11An и Аn. Для оценки присутствия ЛЭМАНИ с различными характеристиками, интенсивностью-12Аn. 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,



Pages:   || 2 | 3 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.