Инструментальная оценка стабильности развития растений

Рассмотрена возможность использования метода фитоиндикации для исследования стабильности развития растений. Исследование проводилось на растениях манжетки балтийской, у которой измерялись морфологические (длина жилок) и оптические (коэффициенты пропускания в видимом диапазоне) признаки участков поверхности листа. Определялись индексы флуктуирующей асимметрии по морфологическим и оптическим признакам. Разработан флуктометр, позволяющий бесконтактным методом получить информацию о флуктуирующей асимметрии коэффициента пропускания света тканями листа как билатерального признака. Схема измерения флуктометром основана на поочередном определении освещенности, создаваемой падающим сверху световым потоком, проходящим через участки листа растения, расположенные симметрично слева и справа от его центральной жилки. Между данными, полученными по двум типам признаков, выявлена сильная линейная зависимость (коэффициент корреляции Пирсона 0,86), что подтверждается и значением коэффициента детерминации линейной модели 0,74; значение коэффициента конкордации — 0,7. Таким образом, предложенные способ и прибор позволяют реализовать экспресс-метод фитоиндикации окружающей среды. 

1. Неверова О. А. Применение фитоиндикации в оценке загрязнения окружающей среды // Биосфера. 2009. Т. 1, № 1. С. 082–092.

2. Безель В. С., Жуйкова Т. В. Химическое загрязнение среды: вынос химических элементов наземной фитомассой травянистой растительности // Экология. 2007. № 4. С. 259–267.

3. Прияткин Н. С., Коротков К. Г., Куземкин В. А., Дорофеева Т. Б. Исследование влияния внешней среды на состояние растений на основе метода ГРВ биоэлектрографии // Изв. вузов. Приборостроение. 2006. Т. 49, № 2. С. 67–73.

4. Захаров В. М., Жданова Н. П., Кирик Е. Ф., Шкиль Ф. Н. Онтогенез и популяция: оценка стабильности развития в природных популяциях // Онтогенез. 2001. Т. 32, № 6. С. 404–421.

5. Palmer R. A., Strobeck C. Fluctuating asymmetry: measurement, analysis, patterns // Annu. Rev. Ecol. Syst. 1986. Vol. 17. Р. 391–421. https://doi.org/10.1146/ANNUREV.ES.17.110186.002135.

6. Захаров В. М., Шадрина Е. Г., Турмухаметова Н. В., Иванцова Е. Н., Шикалова Е. А., Солдатова В. Ю., Шарова Н. А., Трофимов И. Е. Оценка состояния растений по стабильности развития в естественных и антропогенных условиях (флуктуирующая асимметрия признаков листа березы повислой Betula Pendula Roth) // Изв. Российской академии наук. Сер. биологическая. 2020. № 2. С. 191–196.

7. Shadrina E., Turmukhametova N., Soldatova V., Vol’pert Y., Korotchenko I., Pervyshina G. Fluctuating asymmetry in morphological characteristics of Betula pendula Roth leaf under conditions of urban ecosystems: evaluation of the multi-factor negative impact // Symmetry. 2020. Vol. 12, N 8. https://doi.org/10.3390/sym1208131.7.

8. Лебединский И. А., Мочалова К. Ю. Площадь листовой пластинки как дополнительный критерий оценки выраженности флуктуирующей асимметрии по методике Захарова // Вестник Пермского государственного гуманитарно-педагогического университета. Сер. № 2. Физико-математические и естественные науки. 2020. № 1. С. 60–65.

9. Кулик К. Н., Исаков А. С., Новочадов В. В. Новые возможности анализа листовых пластинок деревьев-биоиндикаторов в оценке состояния окружающей среды в условиях аридной зоны // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2021. № 1(61). С. 25–36.

10. Ерошенко Ф. В., Сторчак И. Г., Чернова И. В. Оценка состояния растений методами экспресс-диагностики // Аграрный вестник Урала. 2019. № 7(186). С. 19–25. https://doi.org/10.32417/article_5d52af440f71b8.16701399.

11. Ракутько Е. Н., Ракутько С. А. О возможности биоиндикации окружающей среды по флуктуирующей асимметрии оптической плотности листьев растений // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2023. № 1(69). С. 563–575.

12. Ракутько С. А., Ракутько Е. Н. Морфо-генетический подход в биоиндикации по стабильности развития растений на примере картофеля (Solanum Tuberosum) // АгроЭкоИнженерия. 2022. № 3(112). С. 24-39.

13. Соколов Б. В. Геоэкологическая оценка состояния рекреационных зон южных районов Санкт-Петербурга. СПб: СПбГУ, 2016. 78 с.

14. Методические рекомендации по выполнению оценки качества среды по состоянию живых существ (оценка стабильности развития живых организмов по уровню асимметрии морфологических структур). Утверждено Распоряжением Росэкологии от 16.10.2003 № 460-р. М., 2003.

15. Ракутько С. А., Ракутько Е. Н. Опыт разработки приборного обеспечения научных исследований по энергоэкологии светокультуры // Научное приборостроение. 2024. Т. 34, № 4. С. 90–103.

16. Пат. РФ 230703. Измеритель флуктуирующей асимметрии листьев растений / С. А. Ракутько, Е. Н. Ракутько. Заявка № 2024124509 от 22.08.2024. Опубл. 17.12.2024.