Влияние амброзии полыннолистной на состояние почв

Емец Алена Александровна,

Петренко Валерия Сергеевна,

студенты, магистры Керченского государственного морского технологического университета.

Присутствие амброзии полыннолистной (Ambrosia artemisiifolia L.) в окружающей среде, как карантинного вида, приводит к изменению видового и структурного разнообразия растительности, биологических показателей почв, ухудшению экологических показателей окружающей среды.

Цель работы: охарактеризовать амброзию полыннолистную как карантинный сорняк, ухудшающий экологию Керчи, а так же его воздействие на биологическую целлюлозоразлогающую функцию почв.

Задачи исследования:

-                   охарактеризовать амброзию полыннолистную;

-                   выявить факторы, способствующие адаптации сорняка на территории Крыма;

-                   определить целлюлозоразлогающую способность почв на территории г.Керчь в местах произрастания амброзии.

Амброзия полыннолистная (Ambrosia artemisiifolia L.) — представляет собой травянистый многолетник высотой от 10 до 50 см, а при особо благоприятных условиях может достигать 2,5 м. Корень стержневой с мощным разветвлением в глубину до 4-х метров. Цветение начинается с июля и продолжается почти до самых заморозков [3, 4].

Размножается только семенами. Растение продуцирует от 50-3000 семян до 30-40 тыс., а отдельные экземпляры могут давать до 80-100 тыс. семян. Семена амброзии сохраняют всхожесть до 40 лет. Промораживание способствует увеличению всхожести семян на 25-86%. Чем глубже семена амброзии находятся в почве, тем они дольше остаются жизнеспособными [2, 4].

Климат Крыма благоприятный для развития амброзии. В Крыму отсутствуют ее естественные враги – растения и насекомые, сдерживающие рост амброзии.

В Крыму амброзия полыннолистная впервые обнаружена в 1954 году на территории Симферопольского района на площади 0,5 га, в течение последующих 50 лет сорняк распространился на значительной территории.

На сегодняшний день в Крыму амброзия встречается повсеместно. Причин такого широкого распространения несколько: высокий биологический потенциал амброзии (каждое растение образует 80-100 тысяч семян, которые попадают в почву), отсутствие биологических врагов, высокая аллелопатическая активность, широкая экологическая адаптивность [1, 2].

На территории города амброзия полыннолистная встречается в различных растительных группировках, что свидетельствует о ее натурализации, следовательно, амброзия обладает высокими адаптационными возможностями, что способствует ее распространению в урболандшафте.

Развивая биомассу, амброзия в значительной степени подавляет культурные растения и снижает содержание гумуса. Эфирные масла и флавоноиды (фенольные соединения), содержащиеся в растениях амброзии, негативно влияют на местную растительность. Этот сорняк, синтезируя хлорогеновую и изохлорогеновую кислоты, подавляет рост других растений, вытесняет их, мешает восстановлению природного многолетнего травянистого покрова [3].

Амброзия полыннолистная способна произрастать на большинстве типов почв, даже на солончаках. Наиболее распространена на черноземах, суглинистых и торфянистых почвах с рН 6,0 - 7,0.

Целлюлозоразлагающая активность – основной показатель плодородия почв.

Главным почвообразующим фактором являются почвенные микроорганизмы, определяющие такой экологический показатель почвы, как ее биологическая активность, которая основывается на ежегодном приросте растений. Целлюлозоразлагающие микроорганизмы: бактерии, грибы, актиномицеты отвечают за разложение растительных остатков (клетчатки) в почве.

К целлюлозоразрушающим аэробным почвенным бактериям относят миксобактерии родов Cytophaga, Sorangium и Polyangium. В анаэробных условиях разрушать целлюлозу в почве способны Clostridium. К факультативным анаэробам, разлагающим целлюлозу как в кислородных условиях, так и без доступа кислорода, относят бактерии рода Pseudomonas. В почву целлюлоза попадает вместе с растительными остатками, где её содержание достаточно велико (40 % – 70 %) [5].

Изучение активности разложения целлюлозы почвенными микроорганизмами в зависимости от мест произрастания амброзии полыннолистной проводили лабораторным опытом на черноземе обыкновенном. Почвенные образцы отбирались в различных районах города: Центральный (ул. Митридатская), Буденного (ул. Буденного), Ульяновых, Аршинцево (Бульвар пионеров), Автовокзал, Войково, Ворошилова, Ж/д вокзал.

Почвенные образцы для закладки опыта отбирались методом конверта (из 4-х точек по краям каждого участка и в центре). Для контроля отбиралась почва, на которой не произрастала Ambrosia artemisiifolia L.

Опытным вариантом служили образцы почвы, отобранные с зараженных сорняком участков. Масса каждого из образцов составляла 250 г. Опыт закладывался в стеклянные емкости 250 мл со 100 г почвы [5].

Целлюлозоразлагающую активность определяли по проценту разложения хлопчатобумажной ткани 7x5 см 0,31 г в среднем, погруженной в почву каждого сосуда на 20-е и 30-е сутки после закладки опыта (таб. 1).

Таблица 1.

Результаты проведения опыта: масса х/б ткани до и после.

На 20-е сутки в контрольном образце разложилось 0,11 г опытного материала, соответственно 37% от исходного веса, а в опытном только 0,04 г, что составляет 10,2 %. Следовательно, разложение целлюлозы в контрольном образце почвы происходило в 3,6 раза быстрее.

Амброзия и дальше угнетала деятельность целлюлозоразлагающих микроорганизмов. На 30-е сутки в почве контрольного образца разложилось 0,24 г хлопчатобумажной ткани (79 %) от начального веса, а в опытном – 0,09 г (26,5 %). Таким образом, амброзия значительно ингибировала целлюлозоразлагающую активность почвы. В отсутствии амброзии активность целлюлозоразлагающих бактерий была в 3 раза выше, чем в ее присутствии.

Рис. 1. Целлюлозоразлагающая активность почв контрольного и опытного образцов.

Из рисунка 1 следует, что в районах у. Буденного, Ж/д вокзала и Ульяновых целлюлозоразлагающая активность почвы значительно ниже, следовательно, масса разложенной ткани выше, чем в других исследуемых районах. Видно, что в Центральном районе масса ткани наименьшая, что указывает на наименьшее распространение амброзии на данной территории.

Можно сделать вывод, что амброзия замедляет целлюлозоразлагающую активность почв по всей территории г. Керчь, чем нарушает естественное протекание микробиологических процессов в почве и негативно сказывается на экологическом состоянии территории.

Литература

1.                  Глубшева Т.Н. Аллелопатия амброзии полыннолистной/ Т.Н.Глубшева, Е.Н. Карпушина // Журнал «Научные ведомости» Белгородского государственного университета. Серия: Естественные науки. - № 9-2 / том 11, 2009. с. 5.

2.                  Дейнека А.А. Амброзия полыннолистная: биологическая катастрофа/ А.А. Дейнека, С.В. Старченко // Луганский национальный аграрный университет. – 2013.

3.                  Мовчан О.М. Карантинные вредные организмы / О.М. Мовчан, И.Д.Устинов. – К.: Свiт, 2000. – 203 с.

4.                  Москаленко Г.П. Карантинные растения России / Г.П.Москаленко. – М.: 2001. – 297 с.

5.                  Пряженникова О.Е. Целлюлозолитическая активность почв в условиях городской среды/ О.Е. Пряженникова // Вестник Кемеровского государственного университета. – № 3 (47), 2011. С. 9-13.

Поступила в редакцию 28.04.2016 г.