Результати та обговорення

Відомо, що характер росту рослин є комплексним показником їх екологічного пристосування. Нами був проаналізований вплив промислових викидів на величину річного приросту пагонів R. pseudoacacia (табл. 1).

Таблиця 1 — Мінливість показників вегетативної сфери R. pseudoacacia у різних газодимових зонах.

Примітка. **, *** - відмінності між контрольним і дослідним варіантами суттєві при Р < 0,01 та 0,001 відповідно Одержані дані свідчать про статистично достовірне гальмування річного приросту у дерев, які зростають біля заводів.

Площа листків також характеризує стан рослини за умов дії стресових чинників, оскільки листки є важливими накопичувачами фітотоксикантів, що надходять аерогенним шляхом (осаджуються з повітря). Величина цього показника у рослин R. pseudoacacia, які ростуть у зоні дії забруднювачів, суттєво менша порівняно з контрольними значеннями (табл. 1). На рисунку 2 представлений зовнішній вигляд листків R. pseudoacacia з різних газодимових зон.

На рисунку 2 зафіксована дистопія, тобто порушення розташування листочків на рахісі складного листка у рослин із забрудненої зони.

У літературі є публікації, присвячені дослідженню впливу різних забруднювачів (зокрема, важких металів) на ростові процеси деревних рослин. Це питання вивчається, оскільки деревні рослини можуть виконувати на промислових територіях не тільки естетичні, а й санітарно-гігієнічні функції (осадження металоносних аерозолів, пилу, поглинання газів тощо).

Так, В. П. Бессонова [9] зазначає, що промислове забруднення істотно впливає на річний приріст пагонів у берези повислої, гіркокаштана звичайного, ясена звичайного та горіха грецького. У зоні з меншим рівнем забруднення величини даного показника коливалися від 38,8% у берези повислої до 70,6% від контрольних значень у горіха грецького. На території з більш високим рівнем забруднення спостерігалося набагато істотніше гальмування ростових процесів пагонів цих порід. Так, річний приріст у берези повислої склав лише 15,5%, ясена звичайного — 35,4%, а у гіркокаштана звичайного — 21,1% від контрольних величин. Зіставлення ступеня гальмування приросту пагонів дозволило виділити види, в яких даний показник мало змінюється за умов промислового забруднення. Це такі види, як: айлант найвищий, бирючина звичайна, акація жовта, бузина чорна, вишня звичайна, груша звичайна, клен ясенелистий, біла акація. Гальмування приросту пагонів у зазначених порід навіть за умов більшого рівня забруднення не перевищує 25%.

Важкі метали негативно впливають також на кількість та площу листків деревних рослин. Внаслідок пригнічення токсикантами активності поділу клітин в апексах інгібується й утворення в них зачатків листків. Але у деяких видів, серед яких біла акація, клен ясенелистий, маслинка вузьколиста та ін. відхилення за ознакою «кількість листків на річному пагоні» від контрольних значень несуттєві (у зоні з меншим рівнем забруднення). У цих же видів мало змінювалася і площа листкових пластинок. У зоні з більш високим рівнем забруднення спостерігається істотний вплив на вказані морфометричні показники, хоча характер впливу на види зберігається [9].

До нашого аналізу аспектів мінливості показників генеративної сфери R. pseudoacacia за дії промислового забруднення наведемо літературні дані щодо особливостей морфології квітки та біології цвітіння цього виду. R. pseudoacacia має білі, духмяні квітки метеликового типу, що зібрані у крупні, пухкі пониклі китиці. Чашечка дзвоникоподібна з 5-ма зубцями, 10 тичинками (9 з них зрослися). Зав’язь на ніжці з одним стовпчиком і приймочкою, яка облямована віночком волосків.

У молодому пуп’янку віночок скритий у чашечці. Стовпчики маточок на цей час загнуті донизу і прижаті до зав’язі. Через 10−20 днів зубчики чашечки розходяться, пуп’янок бубнявіє, стовпчик маточки розпрямляється, приймочка у верхній частині човника піднімається над пиляками. Пиляки лопаються до розкриття пуп’янка, запилюючи волосистий стовпчик і одиничними пилковими зернами приймочку (здебільшого пилок накопичується у човнику віночка). Через 6−8 год. після закритого пилення квітка розпускається і відкриває доступ комахам. На приймочці у цей час з’являється клейка рідина.

У день розкриття квітки приймочка найбільш сприйнятлива до пилку. У суцвітті першими розпускаються нижні квітки, потім цвітіння поширюється угору. Верхні (а іноді й нижні квітки) часто обпадають, не розкриваючись [10]. антропогенний морфометричний цвітіння насіння Для оцінки стану генеративної сфери R. pseudoacacia у різних газодимових зонах міста нами була проаналізована низка морфометричних показників, зокрема розміри частин квітки. Одержані дані наведені в табл. 2.

Забруднення довкілля практично не впливає на довжину чашечки квіток R. pseudoacacia, про що свідчить розрахований нами критерій Стьюдента. Але лінійні розміри пелюсток квітки (вітрила, весел і човника) зазнають істотних змін (відмінності між контрольними значеннями і величинами у дослідних варіантах статистично достовірні). Порівняно з контролем ці параметри змінюються на 27,8; 13,3 і 20,0%, відповідно.

Таблиця 2 — Мінливість лінійних розмірів частин квітки і суцвіття R. pseudoacacia за різних екологічних умов (n = 30).

Примітка. *, **, *** - відмінності між контрольним і дослідним варіантами суттєві при Р < 0,05; 0,01 та 0,001 відповідно Також істотних змін зазнають такі показники генеративної сфери R. pseudoacacia, як довжина суцвіття та кількість квіток у суцвітті (зменшуються, відповідно, на 23,4 і 22,8% порівняно з контролем).

Отже, практично усі частини квітки R. pseudoacacia, за винятком чашечки, зазнали змін, тобто зменшилися за довжиною, при зростанні рослин біля промислових підприємств. Також необхідно зазначити зменшення довжини суцвіття та кількості квіток у суцвітті дослідженого виду.

Автори статті [11] підкреслюють, що інтенсивність цвітіння є важливішим показником, який визначає репродукційну здатність рослини. За їх даними, у рослин R. pseudoacacia за техногенних умов (проммайданчики заводів «Запоріжсталь» та вогнетривкого) кількість квіток у суцвітті була меншою, ніж у контролі, на 12,5%, а кількість суцвіть на модельній гілці - на 22,0%.

Як відомо, насінний матеріал є одним з основних засобів відтворення лісових ресурсів та захисного лісорозведення. Від якості насіння залежить і якість насаджень, що створюються [12]. Одним із критеріїв оцінки ефективності плодоношення за різних екологічних умов є кількість плодів на модельній гілці. У дерев з контрольної ділянки цей показник складає 99,3 ±3,2 шт., а із дослідної - 86,1±5,9 шт. Тобто відбувається статистично достовірне (td 2,1) зменшення кількості плодів за умов впливу техногенних викидів.

Крім того, нами було проаналізовано лінійні розміри плодів (бобів) R. pseudoacacia на контрольній та дослідних ділянках. Результати визначення середніх показників представлені у таблиці 3 і на рисунку 3.

Таблиця 3 — Вплив забруднювачів на лінійні розміри плодів, см.

Примітка. *, *** - відмінності між контрольним і дослідним варіантами статистично достовірні при Р < 0,05 та 0,001, відповідно У монографії В.П. Бессонової [12] зазначається, що в умовах хронічної дії промислового забруднення SO₂ і NO₂ спостерігалася зміна морфометричних характеристик плодів досліджених порід, зокрема довжини і ширини плодів. Так, довжина крила плодів клена гостролистого у зоні середнього рівня забруднення складала 83,7% відносно контролю, а сильного — 75,9%. У ясена звичайного і білої акації зменшення значень цього параметра в зоні середнього забруднення менш істотне. У сфері сильного забруднення цей показник знижується у ясена звичайного на 20,9%, а у білої акації - на 21,4%.

Рисунок 3 — Мінливість параметра «довжина плодів» R. pseudoacacia (1 — контроль, 2 — дослід).

Цікаво, що ширина плода в умовах техногенезу сильніше зазнає змін порівняно з довжиною у всіх вивчених видів, крім білої акації і гледичії колючої. У зоні середнього забруднення ширина плода у білої акації склала 82,4%, а сильного — 84,0 % відносно контролю.

Зменшення морфометричних показників плодів у R. pseudoacacia може бути пов’язаним, як зазначає автор, зі зниженням кількості насіння у бобах цієї породи. Так, на ділянці із середнім рівнем забруднення кислими газами величина даного параметра падає на 25,8% порівняно з контролем, а з сильним рівнем — на 40,0%.

З наведених даних можна побачити, що відмінності як за довжиною, так і за шириною плодів є суттєвими. На це вказує розрахований показник достовірності - критерій Стьюдента. Таким чином, можна сказати, що постійний вплив промислових викидів зменшує розміри плодів у R. pseudoacacia. Зазначимо, що відхилення від контрольних значень довжини плодів склало 31,9%, а ширини — 16,7%.

Також нами проведена оцінка впливу промислових викидів на кількість насінин у плодах R. pseudoacacia. Результати підрахунків представлені у таблиці 4. З наведених даних видно, що при зростанні за умов впливу забруднення спостерігається суттєве зменшення кількості насінин у плодах дослідженого виду з 9,7 до 4,1. Ці зміни є достовірними, на що вказує розрахований критерій достовірності (td = 7,9). При цьому відсоток відхилення дослідних даних від контролю становить 57,7.

Таблиця 4 — Мінливість показника «кількість насінин», шт.

Примітка. *** - відмінності між контрольним і дослідним варіантами статистично достовірні при Р < 0,001.

Аналіз даних вивчення впливу промислових викидів на розміри насіння R. pseudoacacia представлені у таблиці 5.

Таблиця 5 — Вплив промислових викидів на морфометричні показники насіння.

Примітка. *** - відмінності між контрольним і дослідним варіантами статистично достовірні при Р < 0,001.

З отриманих результатів видно, що у дослідних екземплярів розміри насінин більші порівняно з контролем. На дослідній ділянці довжина насіння склала 0,49 см, на відміну від контрольної ділянки, де ця величина становила 0,46 см. Щодо ширини насінин, то тут слід зазначити її збільшення на 0,02 см на дослідній ділянці порівняно з насінням рослин, які зростають на контрольній ділянці. Відмінності в обох випадках є суттєвими — значення критерію Стьюдента складає 6,0 та 7,1.

Відсоток відхилення експериментальних даних від контролю складає у випадку показника «довжина насіння» 6,4%, а при оцінці параметра «ширина насіння» цієї деревної породи — 6,7%.

Як зазначають дослідники, маса насіння характеризує його силу, точніше, запаси поживних речовин, що використовуються при проростанні. На рисунку 4 представлені дані щодо маси 1000 шт. насіння R. pseudoacacia у різних газодимових зонах м. Запоріжжя.

Рисунок 4 — Маса 1000 шт. насіння R. pseudoacacia1 — контроль; 2 — дослід.

Зменшення дослідженого показника становить 18,7% порівняно з контролем.

Дослідженнями [12] встановлено, що кислі газі призводять до зниження маси 1000 шт. насінин R. pseudoacacia при сильному рівні забруднення на 22,6%. Падіння величини цього параметра свідчить про підвищення відсотка невиповненого насіння. Як відомо, до доброякісного відносять повнозернисте насіння, що має здорові зародки, нормальний стан внутрішнього вмісту, характерне забарвлення. А саме доброякісність є основною характеристикою якості насіння у деревних порід з тривалим періодом проростання. Цікаво, що серед порід з найбільшим відсотком повнозернистого насіння, зібраних з екземплярів у зонах, що піддаються забрудненню кислими газами, є саме R. pseudoacacia.

Отже, хронічний вплив промислових викидів ослаблює дерева R. pseudoacacia, викликаючи появу мутацій (тератів), гальмування ростових процесів вегетативних і генеративних органів.